劉進

摘要：DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)具有高實時性、穩(wěn)定性、可靠性、確定性、負荷穩(wěn)定性等優(yōu)點在工業(yè)控制特別是大型電廠自控領域應用廣泛。本文就DCS數(shù)據(jù)通訊常見故障進行深入分析，并給出相應的解決措施，對DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設置有很好的指導意義。

關鍵詞：DCS工業(yè)控制自控通訊故障分析

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：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)自動化過程的不斷復雜化，其對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)應運而生。DCS控制系統(tǒng)結(jié)合了計算機、系統(tǒng)控制、網(wǎng)絡通訊和多媒體等各種先進技術，人機界面非常友好，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)代化設備，應用前景極其廣闊。過去幾年，DCS在市場上逐漸成為主流，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，將只是比較簡單的單一控制。

1DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)

科遠股份NT6000分散控制系統(tǒng)（DCS）采用高起點的設計標準，集過程控制和企業(yè)管理信息技術為一體，融合了當今最先進的計算機與通訊技術，由監(jiān)控軟件（GraphyX）、控制網(wǎng)絡（E-NET）、分散處理單元（DPU）、I/O網(wǎng)絡（E-BUS）和IO模件等部分組成，具有可靠性、開放性、可擴展性、兼容性和即插即用等特性。NT6000系統(tǒng)還帶有報警軟件（AlarmX）、報表軟件（ReportX）、趨勢圖（TrendX）、網(wǎng)絡服務軟件（Ftpserver）、組態(tài)軟件（ControlX）、實時數(shù)據(jù)OPC、仿真軟件等多種軟件功能于一身，形成了強大的軟硬件體系。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訪問Internet，與它們相關的組態(tài)稱之為上位機組態(tài)（界面組態(tài)）。同時，下層有控制器（DPU）、IO卡件等，對DPU的組態(tài)稱之為下位機組態(tài)（IO組態(tài)、設備組態(tài)、邏輯組態(tài)等）?？七h公司的DPU采用冗余結(jié)構(gòu)，eNet（冗余）網(wǎng)絡實現(xiàn)工控機與DPU之間的通訊，每個DPU有不同的IP，并且各有兩個網(wǎng)段，可實現(xiàn)備用。不同的DPU之間通過交換機相連，交換機也可以連接多臺工控機。每對DPU可帶3個機柜，每個機柜最多4個分支，每個分支最多8塊卡件，每塊卡件有4～16個點，所以每對DPU最多可帶1500多個點?？g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 地址標志故障

就地組件和總線接口的地址標識出現(xiàn)錯誤后整個通訊網(wǎng)絡會亂作一團。例如程序下載更新失誤使地址標志出現(xiàn)紊亂情況，數(shù)據(jù)無法尋址產(chǎn)生垃圾堵塞造成停機事故。另外，人為的錯誤地址標識改動也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟包等情況，造成嚴重后果。

解決措施：組件的修改工作前必須提前停運系統(tǒng)，及時刷新組態(tài)數(shù)據(jù)，進行網(wǎng)絡發(fā)布更新。嚴格控制人為修改規(guī)范，需做到修改的負責到位，任何修改必須得到批準和監(jiān)督，在確保無誤的情況下實行。

2.2 現(xiàn)場總線故障

現(xiàn)場總線的材料一般為雙絞線，其所連設備是工控過程一線設備，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，所以稱現(xiàn)場總線。既然處在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，很顯然其工作環(huán)境較差，因而受到各種負面因素的干擾較大，包括各種生產(chǎn)過程中的直接或間接接觸，有形無形接觸，例如機械碰撞、電磁場干擾、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：采用雙路冗余設置，添加一對通訊線到接口，使系統(tǒng)整體更為可靠、傳輸數(shù)據(jù)更為穩(wěn)定?，F(xiàn)場總線與設備的連接處往往是最薄弱環(huán)節(jié)，對此一定要確保連接可靠，在拆裝作業(yè)時，要確保總線的正常穩(wěn)態(tài)運作，總線分支安裝可靠且不可機械觸碰。

2.3 節(jié)點總線故障

節(jié)點總線的材料通常是同軸電纜，中斷任何一處，總線上所有設備的通信全部斷開，數(shù)據(jù)丟失，操作停止，設備停機，造成很嚴重的產(chǎn)生事故，甚至會帶來很大的經(jīng)濟損失。頻繁的同軸電纜插拔造成接觸松動，導致接觸不良信號傳輸中斷。接觸電阻過大也會影響數(shù)據(jù)通信，造成信號傳輸巨大誤差。

解決措施：采用雙路冗余設置，不過電纜連接位于模件后部，確保同軸電纜無機械觸碰干擾。嚴禁多次插拔現(xiàn)象，除非進行檢修等必要情況。嚴格控制接觸電阻值，及時更新。同時制定相應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)具有高實時性、穩(wěn)定性、可靠性、確定性、負荷穩(wěn)定性等優(yōu)點在工業(yè)控制特別是大型電廠自控領域應用廣泛。本文就DCS數(shù)據(jù)通訊常見故障包括地址標識故障、現(xiàn)場總線故障、節(jié)點總線故障進行深入分析，并給出相應的解決措施，對DCS數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設置有很好的指導意義。

參考文獻

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[3] 李穎.DCS數(shù)據(jù)通訊及故障分析[J].科技信息，2011（13）：488.