劉進(jìn)

摘要：DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)具有高實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性、確定性、負(fù)荷穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制特別是大型電廠自控領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文就DCS數(shù)據(jù)通訊常見故障進(jìn)行深入分析，并給出相應(yīng)的解決措施，對(duì)DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設(shè)置有很好的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：DCS工業(yè)控制自控通訊故障分析

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0029-01

DCS控制系統(tǒng)又稱分散控制系統(tǒng)。由于大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過程的不斷復(fù)雜化，其對(duì)過程控制的要求越來越高，PLC已經(jīng)逐步不能滿足需求，并在不斷退出大中型控制系統(tǒng)。而作為現(xiàn)代化綜合控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。DCS控制系統(tǒng)結(jié)合了計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊和多媒體等各種先進(jìn)技術(shù)，人機(jī)界面非常友好，通訊功能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，是完成過程控制提高生產(chǎn)效率的現(xiàn)代化設(shè)備，應(yīng)用前景極其廣闊。過去幾年，DCS在市場(chǎng)上逐漸成為主流，尤其是在重大裝備上的控制系統(tǒng)，基本上都已采用了DCS。未來DCS的發(fā)展，將蠶食PLC所占有的大中型控制系統(tǒng)，而留給PLC的，將只是比較簡(jiǎn)單的單一控制。

1DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)

科遠(yuǎn)股份NT6000分散控制系統(tǒng)（DCS）采用高起點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，集過程控制和企業(yè)管理信息技術(shù)為一體，融合了當(dāng)今最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)，由監(jiān)控軟件（GraphyX）、控制網(wǎng)絡(luò)（E-NET）、分散處理單元（DPU）、I/O網(wǎng)絡(luò)（E-BUS）和IO模件等部分組成，具有可靠性、開放性、可擴(kuò)展性、兼容性和即插即用等特性。NT6000系統(tǒng)還帶有報(bào)警軟件（AlarmX）、報(bào)表軟件（ReportX）、趨勢(shì)圖（TrendX）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件（Ftpserver）、組態(tài)軟件（ControlX）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)OPC、仿真軟件等多種軟件功能于一身，形成了強(qiáng)大的軟硬件體系。如圖1所示：DCS上層有工程師站、操作站、歷史站，它們可以通過接口機(jī)訪問Internet，與它們相關(guān)的組態(tài)稱之為上位機(jī)組態(tài)（界面組態(tài)）。同時(shí)，下層有控制器（DPU）、IO卡件等，對(duì)DPU的組態(tài)稱之為下位機(jī)組態(tài)（IO組態(tài)、設(shè)備組態(tài)、邏輯組態(tài)等）?？七h(yuǎn)公司的DPU采用冗余結(jié)構(gòu)，eNet（冗余）網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工控機(jī)與DPU之間的通訊，每個(gè)DPU有不同的IP，并且各有兩個(gè)網(wǎng)段，可實(shí)現(xiàn)備用。不同的DPU之間通過交換機(jī)相連，交換機(jī)也可以連接多臺(tái)工控機(jī)。每對(duì)DPU可帶3個(gè)機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜最多4個(gè)分支，每個(gè)分支最多8塊卡件，每塊卡件有4～16個(gè)點(diǎn)，所以每對(duì)DPU最多可帶1500多個(gè)點(diǎn)。卡件之間不做冗余。DPU與IO卡件之間通過eBus（冗余）相連。

2DCS數(shù)據(jù)通訊故障分析與處理

2.1 地址標(biāo)志故障

就地組件和總線接口的地址標(biāo)識(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤后整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)會(huì)亂作一團(tuán)。例如程序下載更新失誤使地址標(biāo)志出現(xiàn)紊亂情況，數(shù)據(jù)無法尋址產(chǎn)生垃圾堵塞造成停機(jī)事故。另外，人為的錯(cuò)誤地址標(biāo)識(shí)改動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟包等情況，造成嚴(yán)重后果。

解決措施：組件的修改工作前必須提前停運(yùn)系統(tǒng)，及時(shí)刷新組態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布更新。嚴(yán)格控制人為修改規(guī)范，需做到修改的負(fù)責(zé)到位，任何修改必須得到批準(zhǔn)和監(jiān)督，在確保無誤的情況下實(shí)行。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線故障

現(xiàn)場(chǎng)總線的材料一般為雙絞線，其所連設(shè)備是工控過程一線設(shè)備，即與工業(yè)產(chǎn)生最緊密、最直接聯(lián)系，處在生產(chǎn)過程的現(xiàn)場(chǎng)，所以稱現(xiàn)場(chǎng)總線。既然處在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，很顯然其工作環(huán)境較差，因而受到各種負(fù)面因素的干擾較大，包括各種生產(chǎn)過程中的直接或間接接觸，有形無形接觸，例如機(jī)械碰撞、電磁場(chǎng)干擾、人為檢修等等，加之總線本身接觸不良等問題，故障率較高。

解決措施：采用雙路冗余設(shè)置，添加一對(duì)通訊線到接口，使系統(tǒng)整體更為可靠、傳輸數(shù)據(jù)更為穩(wěn)定。現(xiàn)場(chǎng)總線與設(shè)備的連接處往往是最薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)此一定要確保連接可靠，在拆裝作業(yè)時(shí)，要確?？偩€的正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)作，總線分支安裝可靠且不可機(jī)械觸碰。

2.3 節(jié)點(diǎn)總線故障

節(jié)點(diǎn)總線的材料通常是同軸電纜，中斷任何一處，總線上所有設(shè)備的通信全部斷開，數(shù)據(jù)丟失，操作停止，設(shè)備停機(jī)，造成很嚴(yán)重的產(chǎn)生事故，甚至?xí)砗艽蟮慕?jīng)濟(jì)損失。頻繁的同軸電纜插拔造成接觸松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良信號(hào)傳輸中斷。接觸電阻過大也會(huì)影響數(shù)據(jù)通信，造成信號(hào)傳輸巨大誤差。

解決措施：采用雙路冗余設(shè)置，不過電纜連接位于模件后部，確保同軸電纜無機(jī)械觸碰干擾。嚴(yán)禁多次插拔現(xiàn)象，除非進(jìn)行檢修等必要情況。嚴(yán)格控制接觸電阻值，及時(shí)更新。同時(shí)制定相應(yīng)的安全措施與檢修規(guī)范。

3結(jié)語

DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)具有高實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性、確定性、負(fù)荷穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制特別是大型電廠自控領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文就DCS數(shù)據(jù)通訊常見故障包括地址標(biāo)識(shí)故障、現(xiàn)場(chǎng)總線故障、節(jié)點(diǎn)總線故障進(jìn)行深入分析，并給出相應(yīng)的解決措施，對(duì)DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設(shè)置有很好的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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