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1、DCS系统故障分析与处理,主讲人:尹文斌,前言 一、DCS系统重要性 二、DCS系统故障分类 三、DCS运行维护 四、DCS故障分析和处理方法 结束语,内 容 提 纲,DCS故障分析、分析人员范围； 一般原则；处理方法；,前 言,运维人员,检修人员,大修人员,日常维护,一般故障,大修内容,处理方法,处理方法,处理方法,概念一：故障分析与处理 概念二：故障运维与预防,系统故障处理,分析范围,前 言,故障分类,硬件故障,软件故障,人为及工艺故障,一般原则和方法,集成商或运维单位,集成商或系统商,生产或运维单位,前 言,前言 一、DCS系统重要性 二、DCS系统故障分类 三、DCS运行维护 四、DC
2、S故障分析和处理方法 结束语,内 容 提 纲,DCS故障分析及处理的重要性；,重要性,工艺,DCS系统,紧密相关,监测 工艺状况,监控 工艺参数,设备正常 运转,设备人员 安全,SIS系统,一、DCS系统重要性,前言 一、DCS系统重要性 二、DCS系统故障分类 三、DCS运行维护 四、DCS故障分析和处理方法 结束语,内 容 提 纲,方案设计,二、DCS系统故障分类,埕海一号 人工岛(已建),埕海油田生产管理基地,埕海三号人工岛,DCS、SIS,管理/监视终端,埕海联合站,DCS、SIS,RTU,埕海四号人工岛,埕海一号井场,埕海二号井场,服务器,DCS、SIS,RTU,DCS,远程操作站,
3、SCADA结构图,二、DCS系统故障分类,二、DCS系统故障分类,控制网,信息网,PROFIBUS-DPV1,基金会现场总线,HART,Exaqunatum,PRM,Exaopc,Modbus 设备网络 控制逻辑,生产系统,控制站,人机接口,现场控制网,联合站自控系统配置,系统软件方面 FCS特点高可靠性：CENTUM-CS3000 双重化控制站采用4CPU 容错冗余技术， 主存储器采用高可靠性带误码校正功能的ECC 存储器（RAM），存储器带有后备电池，可保证DCS 全部失电后，数据保存至少72 小时不丢失；电源掉电恢复后，处理器模块可自动恢复正常工作，而无需运行人员的干预，更换电池不影响处
4、理器模块的工作。 容错冗余配置的处理器模块采用双重化的双向交叉耦合并行通信接口结构，充分保证了数据传输的可靠性。 系统具有完善的自诊断功能，可以诊断至模块级的故障。每个I/O 节点均可为双重通信接口、双重供电。,二、DCS系统故障分类,FCS 的可靠性 在评价DCS 的可靠性通常使用平均无故障时间（MTBF）进行评价 MTBF: 平均无故障时间（Mean Time Between Failures） MTTR: 平均修复时间（Mean Time To Repair） A: 可利用率（Availability）A=MTBF/(MTBF+MTTR) : 故障率（Failure rate）： =To
5、tal number of failures / Total operating time 现场控制站FCS 可靠性数据 (单位：小时) 接点数 1 2 3 4 5 6 7 8 平均无故障时间MTBF 4937,870 4936096 4934323 4932552 4930781 4929012 4927245 4925478 利用率 0.999998 0.999998 0.999998 0.999998 0.999998 0.999998 0.999998 0.999998,二、DCS系统故障分类,具有在线维护功能 控制功能可以在不停止整个FCS和不影响其他不需要修改的控制功能的前提下，进
6、行在线修改。通过使用在线维护，可以实现对设备运行的干扰降到最低。,二、DCS系统故障分类,具有全面的系统检测功能.,二、DCS系统故障分类,SIS 系统诊断 ProSafe -RS系统能对DI输入和DO输出卡件现场回路的开路和短路进行实时检测。 ProSafeRS系统的自诊断技术可在一个扫描期内对系统的全部硬件，软件进行诊断，故障I/O模件的位置均可被显示出来，例如：机柜号、I/O卡件架号、I/O槽路号等。 所有模件均可带电插拨，而不干扰ProSafeRS系统的运行。,二、DCS系统故障分类,二、DCS系统故障分类,二、DCS系统故障分类,CENTUM和ProSafe-RS过程报警和事件信息可
7、以显示在同一窗口中,二、DCS系统故障分类,DCS和SIS共用Vnet设备 (转发器/总线转换器/网关) DCS和SIS在物理上集成，在逻辑上分离,二、DCS系统故障分类,在工程师站上进行监视和维护,逻辑状态显示 系统状态画面和诊断交互查看器 SOE查看器 强制变量 (输入、输出、逻辑变量) 逻辑修改的部分在线修改 (经TV认证),二、DCS系统故障分类,ProSafeRS系统诊断维护功能： SCS状态窗口可以显示系统每个模件的当前工作状态。例如：可表明出此故障I/O卡所在的I/O节点号、I/O槽位号，和每个I/O通道的当前状态等等。 SCS状态窗口是状态管理窗口的具体诊断信息的确认。如：在此
8、诊断信息找出I/O卡件失效的具体原因，以便排除故障。 编程软件包允许在线修改程序，应用软件的在线修改和离线仿真逻辑程序都是通过TUV SIL3级认证的。 所有模件均可带电插拨，而不干扰ProSafe-RS系统的运行。 安全控制系统的控制器、电源、通讯均冗余配置，且 DO 输出为故障安全型。系统具有 完善的诊断测试手段，并采取有效措施保证其安全性，一旦安全系统自身发生故障，系统可 以进入预置的故障保护方式。 系统的安全等级为 SIL 3。,二、DCS系统故障分类,操作者可以在操作的同时浏览IM资料,二、DCS系统故障分类,每一列中的所有组件均是双冗余配置 I/O 模块的每种类型均可以进行双冗余配
9、置 G3防腐,I/O 镜像,SB bus,CPU,控制逻辑 (功能块, 顺控表等),硬件部分：连接、仪表、阀门很重要,二、DCS系统故障分类,前言 一、DCS系统重要性 二、DCS系统故障分类 三、DCS运行维护 四、DCS故障分析和处理方法 结束语,内 容 提 纲,三、DCS运行维护,1、日常维护及故障处理： 点检硬件日常维护，需要检查： 环境条件；供电及接地；小动物危害；电缆接头、端子、转接插件接触；系统状态画面及指示灯状态；风扇状况；过滤网；各设备的清洁；电池更换；运动机件加润滑油；备件存放；建立硬件及维护档案；检查消、气防设施。,软件的日常维护，需要检查： 键锁钥匙、密码保管。 按操作
10、权限执行操作。 系统盘、数据库盘和用户盘备份，并建立备份清单。 系统软件及重要用户软件的修改要经主管部门批准后方可进行。 用户软件在线修改，必须有安全措施，有监护人，有记录。故障处理必须有处理方案，有故障现象、原因、处理方法及结果记录，有工艺人员监督。,三、DCS运行维护,2、一般故障处理的程序 观察故障现象了解工艺状况。观察分析故障现象，观察画面，听、看设备运行状况，了解工艺故障状况。通过调出设备自诊断画面，观察自诊断结果，必要时可对操作站和外部设备进行离线诊断。 分析故障原因根据故障现象、自诊断结果及LED指示等，分析判断故障原因，找出故障点。 故障处理根据判断采取相应的处理措施，检查系统
11、设备接线、电缆、转接插头，必要时更换设备、卡件或软件重装。 处理结果观察 故障排除后，密切监视系统的运行状况，包括指示灯、显示状态，确认系统工作正常后，通知工艺人员恢复正常操作，同时观察一段时间，填写故障处理记录。,三、DCS运行维护,3、大修故障处理 大修的内容 彻底的清洁检查。检查卡板、接插板、接线端子、电缆等有否损伤， 标记是否完整清晰。所有卡件、部件清洗检修 回装。所有卡件、部件连接；并连好接线，接好电缆，拧紧固定螺钉。 通电调试及诊断。 完成上电前各项检查。 对全部设备进行通电；测试电压；进行自诊断。 系统软件恢复；检查显示画面；进行设备离线诊断检查。 对冗余部分的动作检查；对输入/
12、输出模件的A/D、D/A转换精度进行检查和必要调整。 软件修改，组态变更。 系统联校。 对联锁系统逐回路进行测试。 系统软件、用户软件备份。做好检修资料的整理、归档。,三、DCS运行维护,前言 一、DCS系统重要性 二、DCS系统故障分类 三、DCS运行维护 四、DCS故障分析和处理方法 结束语,内 容 提 纲,四、DCS故障分析和处理方法,了解生产工艺流程及工艺设备 了解自控系统配置 了解外围仪表阀门,熟悉自控流程和使用功能 熟悉IM资料内容及自控状况 熟悉运维职责、程序、故障分类,日常维护由生产或运维单位 一般故障由集成商或系统商 大修故障由生产或运维单位,报主管部门,不妥之处 请批评指正谢 谢！,
