浙大中控DCS系统的检修规程.doc

浙大中控DCS系统的检修规程1 DCS控制系统的原理及技术性能 1.1 DCS控制系统的原理：DCS系统即分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种控制技术。分布式操作系统的构成：作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全场范围内的各种控制设备的数据处理连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。其硬件设备有管理操作应用的工作站、现场控制站和通信网络组成。管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站和控制站等各种功能服务站。工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可通过工程师站对应用系统尽心监控。操作员站提供技术人员与系统数据库的人机交换界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。历史站保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示，报表打印和事故追忆等功能。现场控制站用于对现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠地冗余保证。网络通信功能：通信网络连接分布式控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。为保证DCS可靠性，电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。1.2 DCS系统组成DCS控制系统由工程师站、操作站、控制站、过程网络组成。1.2.1 工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。通过系统组态平台生成适合于生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、组态操作、流程图画面组态、报表程序编制等。而使用系统的维护工具软件实现过程控制网络调试、故障诊断、信号调校等。1.2.2 操作站是由工业PC机、LED显示器、键盘、鼠标、打印机等组成的人机系统，是操作人员完成过程控制监控管理任务的环境。1.2.3 控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能，控制站可冗余配置。1.2.4 过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重冗余设计。1.3 DCS技术性能1.3.1 DCS应完成模拟量控制、数字量控制、数据采集功能、设备保护及联锁功能，满足各种运行工况的要求，确保系统安全、高效运行。1.3.2 DCS应由分散处理单元、过程输入输出通道、数据通讯系统和人机接口等组成。1.3.3 DCS系统应易于组态、易于使用、易于扩展。DCS按工艺系统划分控制功能区分散组态，控制系统应在功能和物理上适当分散。1.3.4 DCS的设计应采用合理的冗余配置和诊断技术，使其具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不影响系统其他部分的工作，也不会是异常状态更加恶化、降低功能，或缩短设备使用寿命。1.3.5 DCS应采取有效措施，以防止由于各类计算机病毒侵害造成的DCS内各村初期的数据丢失或其它对系统的损坏。1.3.6 DCS系统应具有良好的接地及很好的抗干扰性能。1.4 DCS主要技术参数 DCS系统的控制站主控卡、数据转发卡、I/O卡件、电源卡、电源箱，操作站工控机、显示器、鼠标、键盘等正常运行情况。2 设备完好标准2.1 操作站完好标准2.1.1 操作站工控机、显示器、鼠标、键盘等硬件完好。2.1.2 实时监控工作是否正常，包括数据刷新、各功能画面的（鼠标和键盘）操作正常。2.1.3 查看故障诊断画面，是否有故障提示。2.2 控制站完好标准2.2.1 各卡件工作正常，指示灯正常无故障显示（FALL灯）2.2.2 电源箱工作正常，电源风扇工作正常，5V、24V指示灯正常。2.3 通讯网络完好标准2.3.1 主控卡上网络信号指示灯指示正常。2.3.2 网络服务器各网段指示灯正常。2.3.3 工控机网络指示灯指示正常。3、DCS系统日常维护3.1 日常巡检内容：每天必须进行两次以上的巡回检查，检查内容包括：3.1.1 向当班工艺人员了解DCS的运行情况；3.1.2 查看“故障诊断”画面，检查有无故障现象；3.1.3 检查控制站各卡件指示灯有无异常；3.1.4 检查控制室温度及空调运行情况；3.1.5 检查控制站机柜及操作柜散热风扇运行情况。32 控制站的定期维护管理及测试：3.2.1 控制室与操作室的维护管理3.2.1.1 保证控制室及操作室的照明符合要求（安装日光灯进行采光）；3.2.1.2 检查操作室与控制室的温度及湿度和空调的运行情况，并应特别注意控制机柜的卡件等电子设备有无出现水珠或凝露现象；3.2.1.3 检查有无腐蚀性气体腐蚀设备与过多的粉尘堆积的现象，操作台及控制机柜的风扇滤网应定期拆洗，建议每月更换、拆洗一次；3.2.1.4 检查操作室、控制室受电磁干扰情况和振动情况。3.2.2 计算机的维护管理3.2.2.1 文明操作，爱护设备，保持清洁，防灰防水；3.2.2.2 不可强制性关闭计算机电源；3.2.2.3 键盘与鼠标操作须用力恰当，轻拿轻放，避免尖锐物刮伤表面；3.2.2.4 显示器应远离热源，保证显示器通风不被物体挡住；3.2.2.5 在进行计算机信号电缆、通讯电缆连接或拆除时，请确认计算机电源开关处于“关”状态。3.2.2.6 严禁使用非正版的微软公司视窗操作系统软件。3.2.2.7 系统维护人员应谨慎使用外来软盘或光盘，防病毒侵入。3.2.2.8 系统维护人员应做好系统所需的各种驱动软件的硬盘备份。3.2.2.9 系统维护人员应做好控制子目录文件（组态、流程图、SCX语言、图形化编程等）、各控制回路的PID参数、调节器的正反作用等系统数据的硬盘备份记录工作，同时要求采用书面、软盘、光盘等进行备份；对系统组态、控制参数作必要修改后，系统维护人员应及时做好记录及时做好记录及备份更新工作。3.2.3控制站的维护管理3.2.3.1控制站的任何部件在任何情况下严禁擅自改装、拆装；3.2.3.2每星期至少进行一次定期检查，检查内容为：a) 检查所有控制站的卡件是否工作正常，有无故障显示（FAIL灯亮）b) 检查各机柜电源箱是否工作正常，电源风扇是否工作；c) 检查系统接地（包括操作站、控制站等），防雷接地装置是否符合标准要求。3.2.3.3正常运行时，关闭控制柜柜门。3.2.4DCS系统网络的维护管理3.2.4.1在进行例行检查时，应注意SCnet网络部件需严格按照网络标识与网络连接图进行连接，避免将A网的网络部件接入B网或将B网的网络部件接入A网。3.2.4.2 应对网络部件及网络连接状态进行定期检查，检查内容为：a) 检查各操作站网卡指示灯状态是否正常；b) 检查主控卡的LED-A（A网工作指示灯）、LED-B（B网工作指示灯）指示灯是否正常；c) 检查控制站的数据转发卡是否工作正常；d) 检查I/O卡件以及数据转发卡的COM指示灯（通讯指示灯）是否正常；e) 检查集线器、交换机通讯指示是否正常；f) 检查Scnet网络的双绞线的各接头连接是否可靠正常，检查SBUS网络的各接头连接是否可靠正常；g) 检查监控软件的系统“故障诊断”画面中是否有提示通讯故障。3.2.5UPS的维护管理3.2.5.1UPS应定期进行检查，检查内容为：a) 检查UPS电池组电压是否达到额定值；b) 检查UPS输入/输出电压是否达到额定值；c) 检查UPS的LED状态指示灯是否正常。3.2.5.2 应定期对UPS进行断电测试及放电：a) 通过断开UPS交流进线，测试UPS电池供电能力；b) 保持电池供电，至电池即将释放完止；c) 建议每月对UPS实施放电操作一次。3.2.5.3UPS进行停电检修时，务必由专业技术人员进行操作。3.2.6DCS系统的冗余测试大修或者其它原因停车时，可对系统各电源、卡件进行冗余测试：3.2.6.1供电冗余测试：供电冗余包括交流供电冗余和直流供电冗余。a) 交流供电冗余测试：分别断开冗余交流220VAC进线的一路，系统有一半的交流供电回路失电，检查系统是否仍然可以正常工作。b) 直流供电冗余测试：先断开1、3、5电源箱电源，测量每一个机笼母板电源端子上5V、24V的电压；通上1、3、5电源箱电源，再断2、4、6电源箱电源，再测量每一个机笼母板电源端子上5V、24V的电压。电源箱5V输出电压应在5.10V5.25V之间，电源箱24V输出电压应在23.00V25.00V之间，如果电压偏差较大应及时检查处理，否则会影响卡件的正常工作。3.2.6.2卡件冗余测试：通过带电拔插互为冗余的卡件，检查是否正常。（如果拔出主控卡或数据转发卡并插回后，应等数据拷贝完成后才可以拔另一块卡件（约需10秒），否则在生产过程中会造成严重后果）3.2.6.3通信冗余测试：a)断开主控卡上1#通讯线，利用下载组态功能测试是否正常，正常则表明2#通讯网络正常，同理可测试1#通讯网络；b)HUB冗余测试：断开1#HUB电源，操作站故障诊断应显示“0”故障，数据刷新正常，则2#HUB正常，同理可测试另一HUB；c)操作站网卡冗余测试：先断开操作站两网卡中的一根网线，故障诊断应显示1#或2#网线故障，同时数据刷新应保持正常。4 DCS的检修周期和检修内容4.1 检修周期4.1.1 DCS监控工控机、控制站半年进行灰尘清理。4.1.2 DCS系统一年进行一次大修。4.2检修内容：4.2.1 硬件的吹扫和清洗a)将计算机内的可拆卸部件、各散热风扇的滤网、各I/O卡件进行吹扫和清洗；b)将各控制站内的部件，包括主控卡、I/O卡件、机笼、各通讯卡件进行吹扫和清洗。4.2.2 接地系统的检修：a)对各接地端子进行检查，各操作站的接地进行检查；b)各控制站（电源、机笼）接地检查；c)对地电阻的测试，建议采用“钳式”接地电阻测量仪。4.2.3 上电检测：a)完成吹扫和清洗后，检查供电电源是否满足要求；b)对系统硬盘硬件作全面检查；c)对系统软件及组态软件作全面检查；d)检查所有控制回路的PID参数及其他需要记录的参数；e)检查SBUS通讯是否通畅。4.2.4 系统综合功能检查：重新上电后，检查并确认系统网络及卡件工作正常，对I/O通道进行精度测试（使用过程校验仪）。5 DCS检修方法和质量标准：5.1 如何判断系统发生故障：5.1.1 观察监控软件的系统故障指示灯，当系统故障指示灯红/绿交替闪烁并发出报警声响时，说明系统发生了故障；5.1.2查看监控软件的“故障诊断”画面，当DCS发生故障时，“故障诊断”画面将以红色闪烁的标识故障发生的位置以及故障具体信息，并在“故障诊断”中将故障信息记录到历史故障信息中；5.1.3通过使用“故障分析”软件SCDiagnose进行故障分析，它可以进行I/O通道的故障分析；5.1.4 检查各主控卡、数据转发卡、I/O的故障指示灯“FAIL”灯的情况，当卡件“FAIL”灯亮时，说明该卡件发生了故障；5.1.5通过其他可察觉异常情况判断系统是否发生故障，如实时监控的数据刷新明显太慢，操作站的监控软件响应速度明显下降等。5.2主控卡故障判断及处理故障特征故障原因排除方法FAIL灯常亮主控卡组态丢失重新下载组态FAIL灯与RUN灯同时亮、同时灭组态地址与主控卡物理地址不一样下装组态或检查主控卡地址设置开关FAIL灯与RUN灯均匀闪烁通信控制器未工作检查通信控制器FAIL灯与RUN灯同时亮，但FAIL灯先灭，RUN灯后灭两个网络通信接口故障检查相关网线FAIL灯先亮，同时灭，RUN灯后亮，同时灭主控卡网络通信接口有个出现故障检查相关网线COM灯灭或闪烁主控卡通信故障，物理层存在问题检查网络的物理层如阻抗匹配，线路断路或短路，端口驱动电路等FALL、STOBY、RUN不按规定的周期快速闪烁下装的用户程序运行超时或下装了被破坏的组态信息重新下载正确的组态信息FALL灯均匀闪烁，RUN灯均匀闪烁通信网络0#、1#总线交错调换网线5.3数据转发卡故障判断及处理故障特征故障原因排除方法所有COM灯不亮，且FAIL灯均匀闪烁卡件地址与组态不一致，存在地址冲突检查地址设置及组态FAIL灯常亮1.卡件硬件故障2.某I/O卡件故障2.更换I/O卡件1.更换数据转发卡COM灯呈缓慢闪烁状态通信不正常，属硬件故障更换卡件COM灯正常闪烁，I/O卡件COM灯不亮如果I/O卡件异常，为正常现象；如果I/O卡件完好，则数据转发卡已出现硬件故障更换卡件5.4I/O卡件故障判断及处理故障特征故障原因排除方法FAIL灯常亮卡件硬件上有故障更换卡件COM灯暗I/O槽位没有组态或槽位有故障对I/O槽位进行组态或者更换槽位FAIL灯闪烁CPU芯片未插好重插板卡CPU某点信号显示不正确组态中信号量程设置不正确；配电跳线未设置正确；信号的接线端子正负端接反；不配电的信号与配电的信号在一块卡件上；信号线路有问题；卡件本身硬件故障。重新设置；检查配电跳线；调线；重新组态，将配电与不配电信号分开；检查仪表线路；更换卡件。5.5Scnet网络故障判断及处理根据6.1、6.2中提到的各个故障判断方法，可以判断出Scnet网络的工作状态，根据不同的故障现象，可分别进行处理。5.6DCS的供电系统故障判断及处理故障现象故障原因处理方法UPS自动切入电池供电，系统工作正常外部供电系统断电切除UPS，恢复供电；检查UPS系统断电，UPS报警UPS故障切除UPS，恢复供电；检查UPS某个操作站电脑断电空开额定电流太小，空开跳闸；电脑电源线路短路更换空开；检查短路点 5.7 检修质量标准 5.7.1 操作站、控制站清理干净无灰尘。 5.7.2 检修过的设备线缆规范整齐，标识牌字迹清晰。 5.7.3 接地线牢固可靠，无虚接。 5.7.4 系统上电后，各供电单位供电正常。 5.7.5 控制站上电后，各卡件指示灯运行正常，电源指示灯正常。 5.7.6 网络服务器运行正常，至各工控机网络指示正常。 5.7.7 操作站工控机上电后启动，进入监控画面，网络通讯正常，各数据参数指示正常。进入故障诊断，无故障报警。6 设备的试车与验收6.1 系统上电前准备工作6.1.1 必须确认接地良好，包括接地端子接触、接地端对地电阻小于4。6.1.2 由负责人确认条件后方可上电，严格按照上电步骤进行。6.2 系统上电步骤6.2.1 首先合上配电箱的总断路器，检查输出电压是否符合220V10%。6.2.2 合上配电箱内的各支路断路器，分别检查输出电压。6.2.3 检查UPS电源输出电压是否正常，不正常则查找原因，回复后才能继续以下上电步骤。6.2.4 控制站上电。6.2.5 操作站上电。6.3 控制站上电6.3.1 电源箱依次上电检查。6.3.2 机笼配电检查。6.3.3 卡件自检。6.3.4 卡件冗余测试等。6.4 操作站上电步骤6.4.1 操作站的显示器、工控机等设备上电。6.4.2 计算机自检通过，检查确认Windows 2000系统软件、JX-300X系统软件及应用软件的文件夹和文件是否正确。6.4.3 硬盘剩余空间无较大的变化，并通过磁盘表面测试。6.5 通讯系统冗余测试6.5.1 检查网络线缆通断情况，确认连接处接触良好，并及时更换故障网线。6.5.2 上电前检查确认双重化网络线的标记、确认网