基于I/A Series系統的DCS故障處理

王迪

國家能源集團寧夏煤業甲醇分公司 寧夏銀川 750000

1 DCS控制系統概論

DCS是分布式控制系統（Distributed Control System）的英文簡寫，DCS控制系統的應用可以覆蓋到全國乃至世界的各個領域和行業，特別是在化工生產裝置中，DCS的應用尤為廣泛?，F階段，科技的發展推動生產力水平的提高，促進了國民經濟水平的提高，同時人們的生活質量也顯著提高，使之對于化工產品的需求也呈日漸上升的趨勢。因此，為滿足社會對于化工產品的需求，化工廠應不斷優化和升級設備的性能，提高生產裝置的容量和運行參數，從而提升自己的生產能力，與此同時，作為化工生產單位更需重視生產裝置運行的安全性和可靠性[1]。

2 基于I/A Series系統的DCS故障處理

國家能源集團寧夏煤業甲醇分公司聚甲醛生產裝置的DCS系統采用Foxboro公司的I/A Series系統。該套系統軟硬件在日常運行中較為穩定可靠。但生產裝置投產至今，系統運行時間較長，部分設備已逐漸老化，使得DCS 系統的故障率逐漸攀升，一些以前從未出現過的故障在近期也慢慢浮現，需重點控制。

2.1 操作員站故障的處理

當有個別操作員站出現黑屏或無數據顯示時，工藝人員可通過其余正常的操作員站繼續對生產裝置的運行狀態進行監控，由儀表人員對故障機器進行檢修；當所有操作員站均不能正常監控時，工藝人員可通過工程師站內的工程師站對生產裝置進行監控，同時由儀表人員對故障進行排查，盡快恢復操作員站的監控。當全部的操作員站及工程師站均出現黑屏或無數據顯示時，需及時通知工藝人員到生產現場對設備進行緊急操作，若短期內處理不好，則需裝置停車。

2.2 通訊網絡故障的處理

I/A Series系統通訊網絡故障主要由以下幾種情況：

2.2.1 操作員站或工程師站的光纖卡故障

對故障機器進行關機、斷電、將機箱上的光纖、鍵盤、鼠標、網線等移除、打開機箱更換光纖卡（注意：光纖接頭型號要一致）?；謴蜋C箱上的所有附件，送電后開機，注意觀察操作員站或工程師站通訊是否已恢復正常。

2.2.2 交換機故障

當交換機有個別的光口出現故障時，應將故障光口的光纖拔出，移至同交換機上已經開放的備用光口，觀察通訊是否已經恢復；當交換機自身故障導致無法正常運行時，應將故障交換機斷電，移除光纖并確保每根光纖的標注與光纖口的位置一致，將組態信息正確（即命名、地址等組態信息均與故障交換機一致）的備用交換機安裝在原位置、送電、待交換機指示燈正常后，按標注逐一將光纖恢復，注意觀察系統運行是否正常，網絡是否已恢復。

2.2.3 光纖分離組合器故障

一對控制器需要配備兩塊光纖分離組合器，起到對主、副控制器雙網信號進行分離組合的作用。一旦發生故障，造成系統單網運行時，應及時對故障的光纖分離組合器進行更換，作業時需謹慎操作，切勿對正常運行的光纖分離組合器造成影響，操作過程注意觀察系統的運行狀態。

2.2.4 控制器FCP270的光纖輸出口故障

一塊控制器FCP270有A、B兩組光纖輸出口，當故障控制器為主控制器時，可手動切換，使副控制器切為主控制器，此時原故障控制器為副控制器。對故障控制器（副控制器）進行熱插拔，觀察雙網通訊是否已恢復正常，若已正常，緊固控制器；如未正常則需重復插拔幾次，若仍未正常，需將故障控制器更換，注意觀察網絡是否已恢復正常。

2.2.5 光纖中斷

光纖中斷造成的網絡故障在系統的運行中偶有發生，處理時應對故障線路的光纖進行分段測試，準確的排查出故障的具體位置，對故障段的光纖進行更換。

2.3 卡件故障

國家能源集團寧夏煤業甲醇分公司目前使用的Foxboro卡件為具有I/O接口功能的FBM卡件。當卡件出現故障時，通過系統報警可以及時發現。系統報警的狀態指示“System” 紅閃，表示系統有報警未確認，進入“System”（報警系統）確認后，狀態指示由紅閃變為紅燈常亮，沿網絡往下查找，找到帶有紅色標識的故障卡件，在相應機柜內的對應卡件上有報警指示，此時故障卡件的位置和型號已被完全鎖定。對于非冗余卡件的故障，由于卡件故障可能造成該卡件上的數據無法正常監控，儀表人員根據鎖定的故障卡件，列出該卡件上各個通道的位號。對于監視點，應通知工藝人員將故障卡件上所有測點所帶的控制回路切換到手動狀態，帶有聯鎖的測點將聯鎖解除；對于控制點，應通知工藝人員及時到現場進行就地操作及旁路切換。準備工作就緒后，對故障卡件進行熱插拔，可反復插拔數次，有些卡件經插拔后可以恢復正常；如若故障仍未消失，應將故障卡件更換并緊固，觀察確認數據可以正常監控后，通知工藝人員恢復遠程監控。

對于冗余卡件的故障，通常為冗余卡件中的一塊發生故障，一般不會對數據監控造成影響，但是工藝人員仍需要對卡件上各個通道的儀表進行重點監控。準備工作就緒后，對故障卡件進行熱插拔，可反復插拔數次，有些卡件經插拔后可以恢復正常；如若故障仍未消失，應將故障卡件更換并緊固。操作過程切勿對正常運行的卡件造成影響，全程派專人觀察、確認工藝數據正常監控。

3 結語

針對不同的故障現象，在處理的過程中應采用不同的方法。特別是涉及到重要裝置的自動和保護變量的時候，要嚴格進行風險辨識和分析，防止因誤操作導致重要設備的誤動作，甚至裝置的非計劃停車。所以，為生產裝置更平穩的運行，我們需深入了解DCS控制系統可能出現的各種故障類型，當故障發生時，能快速做出正確的判斷，并采取應急處理方案，防止造成更加嚴重的損失。因此，進一步加強故障研究非常有必要。