例析基于西门子PCS7过程控制层维护

过程控制计算机直接与现场各类装置（如变送器、执行器、记录仪表等）相连，对所连接的装置实施监控，同时向第二级计算机传递实时采集数据。过程控制层设备的良好运转不但是保证后台操作监控层、生产管理层、决策管理层良好运转的基石，更是保障生产安全的重中之重。本文针对CPU及AO卡件各自的案例进行解析。

1 CPU冗余丢失

如今，多数DCS的中央控制器均采用“1+1”冗余容灾设计，在这种情况下，尤其需要加大巡检力度和各类检测手段，以便于第一时间发现问题。现将某处CPU冗余故障分析如下：

1.1 问题现象及问题分析

某处DCS工程师在日常巡检的时候，发现如下现象：CPU卡件上指示灯为STOP，通过工程师站诊断为链接不冗余。

根据上述现象，DCS工程师初步判断CPU冗余丢失。为了保证生产，在保证安全的前提下，随即对停机的CPU进行了人工复位，很快分析正常。随即，DCS工程师进行了后续分析：

1.1.1 查看事件记录：3月30日10点59分显示机架1中“CPU冗余丢失到达”；4月8日14点45分机架1中“CPU冗余丢失”离开（即我所做的恢复操作）；事故隐患共计存在长达8天。

1.1.2 在工程师站上对CPU在线诊断，并导出诊断日志。另外该CPU所有电池均为故障态：BAT1和BAT2均为红灯，可能为导致该问题诱因？

1.2 小结

1.2.1 CPU属于重要节点，必须加强对CPU的巡检频次。最好将CPU故障告警制作成优先级较高的声光告警，直接置放于操作员站画面和DCS中心机房。

1.2.2 DCS工程师需要定期通过后台对CPU进行深入的诊断和监控，包括不限于CPU负荷、内存使用情况、CPU报错日志。同时还需对相关配套网络节点进行在线诊断，如CP443-1网卡、X212-2交换机进行检查，避免出现网络风暴。

1.2.3 对于关键节点的故障，必须要有与工艺工程师协商的应急预案。 2 从站卡件类

单个的卡件在整体DCS体系中一般不会造成重大故障，但有个别卡件涉及的点位相当重要，涉及全局的安全，特别是涉及阀门的AO卡件。为了防微杜渐，现将西门子PCS7的AO卡件输入故障问题剖析如下：

2.1 问题背景

2.1.1 DCS版本：PCS7V7.0SP2。

2.1.2 CPU类型：417H（冗余控制器，AS417-2H，16M，同步，AC/10A，2×9）。

2.1.3 AO卡件类型：SM332HART8通道（DP，HARTANALOGOUTPUTSM332，；8AO，0/4-20MAHART，FORET200M；WITHIM153-2，20PIN；CUSTOM’STARIFFNO.：85389091；LKZ：）。

2.2 问题现象及分析

该项目使用的AO卡件一共8个点，当8个点均处于激活状态，且8个通道均形成回路时，卡件运行正常。

当8个点中任意一点处于断路的状态，另外7点的输出信号将自动增加0.2mA。如某调节阀先前处于关闭状态（4mA），当这个调节阀所处AO卡件中有一个点形成断路，这个调节阀将自动增加0.2mA，增加达到4.2mA，阀门将形成一定的开度。

根据现象，分析是由于卡件内部电路机制原因及各通道并不是独立通道，某通道故障后，整体上电阻造成变化，导致输出电流受到影响。

2.3 处理办法

有两个办法可以处理：在没有使用的卡件上把“诊断”的勾去掉，编译下装即可；在断路的端子处增加一个250Ω的电阻，形成回路。

参考文献

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[2] 温菊芳.韶关发电厂 10 # 机组 DCS 调试期间出现的问题及改进措施[J].自动化与仪器仪表，2005，（6）.

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