齊 慧/湖北工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院

研究分段SCADA系統(tǒng)故障診斷方法

齊 慧/湖北工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院

【摘 要】SCADA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在原油站苦中可分為四個階段，即：控制電纜、上位機(jī)、下位機(jī)、遠(yuǎn)傳儀表。這四個階段其中有一段出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)便停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這種將SCAD A系統(tǒng)分為四部檢測故障的方法極大的縮短了人工檢測時間，抓住局部要害，更加高效、科學(xué)、全面的診斷出SCADA系統(tǒng)故障點(diǎn)，及時解決問題。

【關(guān)鍵詞】分段；SCADA系統(tǒng)；故障診斷；檢測；方法

引言

目前診斷故障SCADA系統(tǒng)主要靠平時積累的經(jīng)驗(yàn)，沒有一套科學(xué)合理的診斷方法進(jìn)行檢測，常常憑借檢測人員以往的經(jīng)驗(yàn)，以往確定故障檢測過程的切入點(diǎn)的隨意性比較大，往往要花費(fèi)更多的時間和精力不能夠迅速找出問題故障點(diǎn)。為了解決這些問題，本文研究的具體手段分段SCADA系統(tǒng)的故障診斷，旨在解決科學(xué)規(guī)范的SCADA系統(tǒng)故障檢測過程檢測困難的問題。

1. 分段式 SCADA 系統(tǒng)故障診斷的方法

1.1 遠(yuǎn)傳儀表故障

遠(yuǎn)傳儀表主要是指采集管道壓力，溫度和智能儀表等信號。當(dāng)儀器出現(xiàn)故障，首先儀表控制電纜接線拆除，發(fā)出4～20m從控制電纜帶有信號發(fā)生器的信號，該信號是線性正比的參數(shù)，并通過PC軟件終端客戶的現(xiàn)場觀察顯示的對比度發(fā)行如果你可以確定側(cè)比較儀器的故障正常值。拆卸遠(yuǎn)程儀器后，使用專業(yè)的檢測設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，并確定修理或更換，根據(jù)實(shí)際測試結(jié)果。相反，它前進(jìn)到下一個步驟的控制電纜，故障診斷下位機(jī)，上位機(jī)。

遠(yuǎn)傳電纜傳感器故障排除后，故障檢測控制電纜。主要檢測兩個方面：第一，電纜線芯是否出現(xiàn)短路。以每兩根線芯為一組，使用萬用表電流檔進(jìn)行測量通斷，保證沒根線芯在PLC機(jī)柜端都處于分離狀態(tài)。出現(xiàn)接通信息，指示該電纜線短路，注意對應(yīng)的電纜線編號;如果狀態(tài)仍顯示斷路，執(zhí)行斷線檢測。其次，將電纜芯是否斷路。根據(jù)電纜芯編號，將PLC柜的電纜線為一組的兩個組合的連接到每個端部，對各組接線通斷使用萬用表進(jìn)行檢測。如果測試結(jié)果是在接通狀態(tài)，表明電纜運(yùn)行正常;如果處于斷開狀態(tài)，即表示該組芯線并未接通。根據(jù)測試結(jié)果，制定出合理的光纜維修計劃。

1.2 下位機(jī)故障

下位機(jī)PLC故障主要是指在機(jī)柜內(nèi)各種部件和接線故障。柜內(nèi)的PLC布線比較復(fù)雜，在出現(xiàn)故障的檢測可與上位機(jī)故障排除相結(jié)合。測量信號從機(jī)柜內(nèi)部電纜芯終端接入處發(fā)出，連接上測試筆記本與以太網(wǎng)交換機(jī)，并打開備用的工業(yè)控制軟件系統(tǒng)，對其顯示數(shù)值進(jìn)行觀察對比，并將其與所發(fā)送的信號進(jìn)行線性對比。PLC機(jī)柜部分工作狀態(tài)正常需要誤差在預(yù)定范圍內(nèi);如果誤差超過了最大允許值時，需要再次分段，對機(jī)柜終端、內(nèi)部接線和以及模塊進(jìn)行再次檢測。

1.3 RTD 故障

（1）RTD模擬標(biāo)準(zhǔn)信號從PLC柜終端塊送出，觀察比較參數(shù)顯示是否正常;如果不正常，則觀察從PLC機(jī)柜內(nèi)浪涌保護(hù)器所發(fā)出的信號進(jìn)行對比，觀察對比其顯示參數(shù)是否正常。（2）如果還未出現(xiàn)正常的情況，對RTD模塊的終端傳輸?shù)哪M信號進(jìn)行觀察，觀察對比參數(shù)顯示是否正常，否則更換PLC模塊，再次進(jìn)行比較觀察。 （3）如果遠(yuǎn)程信號通道顯示燈正常并且信號已經(jīng)傳送，上位機(jī)溫度比實(shí)際的值高時，則查看是否生產(chǎn)現(xiàn)場和PLC機(jī)架內(nèi)比較的連接點(diǎn)有無銹蝕松動的現(xiàn)象。

1.4 AI 故障

（1）用萬用表對PLC柜內(nèi)進(jìn)行測量，檢測其是否有大于4mA的電流。對當(dāng)電流值觀進(jìn)行察，壓力值統(tǒng)上位機(jī)顯示值進(jìn)行對比。（2）如果兩值不匹配，則首先檢查是否有24V電壓在回路電路中供電，如果沒有則檢查保險絲情況是否完好。如果證實(shí)回路電源完好，電流信號，從現(xiàn)場使用的信號發(fā)生器發(fā)送，如果該參數(shù)顯示不正常，從PLC柜端子排發(fā)送電流標(biāo)準(zhǔn)信號，觀察對比參數(shù)顯示正常與否。（3）如果仍不正常，從PLC機(jī)架內(nèi)的電流模擬信號電涌保護(hù)器發(fā)送，觀察對比參數(shù)顯示正常不正常。 （4）如果仍然不正常，從PLC機(jī)架模塊端子內(nèi)傳輸電流標(biāo)準(zhǔn)信號，觀察對比參數(shù)顯示值，否則更換PLC模塊，觀察對比參數(shù)是否正常。

1.5 工作站故障排除

PLC機(jī)柜出現(xiàn)故障后，以太網(wǎng)交換機(jī)和工作站用備用網(wǎng)線進(jìn)行連接，繼續(xù)將上位機(jī)工控軟件與信號發(fā)生器所發(fā)生的信號的線型關(guān)系進(jìn)行對比，若誤差在預(yù)定范圍內(nèi)，說明其工作狀態(tài)為正常。則問題出現(xiàn)在連接上位機(jī)與交換機(jī)的網(wǎng)線上。相反，排查工控軟件及上位機(jī)。經(jīng)過參數(shù)對比反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工控軟件比工作站出現(xiàn)問題的幾率高出許多，對報警參數(shù)的設(shè)置與工控軟件的邏輯關(guān)系應(yīng)該進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，并及時對修改完成的軟件進(jìn)行備份。

2.結(jié)束語

通過用科學(xué)方法對分段式SCADA系統(tǒng)診斷故障進(jìn)行研究，可以在實(shí)踐中檢驗(yàn)出任何關(guān)于SCADA系統(tǒng)關(guān)于遠(yuǎn)傳儀表故障的所有問題。SCADA系統(tǒng)運(yùn)行中每個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題在文章中都有所講述，分段對故障區(qū)間進(jìn)行檢測，并在規(guī)定范圍內(nèi)檢測，逐個排除故障，對控制故障檢測區(qū)間進(jìn)行合理有效的控制，制定出標(biāo)準(zhǔn)，避免人工檢測出現(xiàn)盲目性等問題。

通過科學(xué)的上述方法的SCADA系統(tǒng)故障診斷分段，在實(shí)踐中可以檢測到出現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表任何故障問題，SCADA系統(tǒng)。由于上面的方法SCADA系統(tǒng)的整體運(yùn)作的每一個環(huán)節(jié)都考慮到，該斷裂帶切割段和劃定的檢測范圍，并最終逐步消除，合理，有效的控制區(qū)間的故障檢測，減少了盲動性的人工檢查，隨機(jī)性。如果油站工作人員庫檢測，在同一時間內(nèi)的各個環(huán)節(jié)的故障檢測工作，也大大提高了故障處理過程的效率

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作者簡介 :

齊慧 （1986.4-）女，遼寧康平人，湖北工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院碩士在讀，研究方向：計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。