DCS控制系统故障事故应急预案.doc

DCS控制系统故障事故应急预案
在生产工艺进行中，DCS系统可能发生通讯电缆电缆，控制器或I/O卡件故障，HIS操作站故障、系统电源故障，导致装置局部或全部停车，为了将损失降低到最低限度，仪表专业人员应当采取相应的应急处理预案。
一、引发故障的原因：
引发DCS控制系统故障的原因主要有以下几种：通讯电缆通讯中断，控制器或I/O卡件故障，控制系统电源故障。
二、故障现象：
在DCS系统故障后，DCS系统会发出声光报警，在系统状态画面会指示故障的所在部位，严重时可能导致控制失控，装置局部或全部停车。
三、事故期间人员责任：
车间主任：负责组织仪表维护人员进入现场检修处理，负责专业指挥，协调工作，负责组织本专业对事故原因进行分析。
车间技术员：在第一时间赶到现场，对DCS系统故障原因进行检查，以及准备检修需要的各种技术资料和DCS备件，并参加事故原因分析。
DCS维护人员：配合工艺人员对现场进行调整、及控制系统正常后的恢复工作；配合技术人员作好DCS系统的检修处理工作。
四、具体工作步骤：
1、一旦发生或被通知DCS控制系统故障，第一当事人必须以最快的速度向仪控车间主任汇报。
2、控制系统故障反应人员分：控制室应急小组和现场应急小组两个小组。小组人员要明确，现场应急小组由常规仪表班长负责，主要配合工艺人员对现场进行调整和处理现场仪表故障；控制室应急小组由DCS班长负责，主要负责DCS控制系统故障的判断和故障处理。
3、仪表技术人员要对控制系统检修注意事项和难点问题向参与检修人员进行技术交底，作到人人心中有数。
4、通知工艺车间作好生产调整和停车准备工作。
5、查找故障原因，由于DCS系统都带冗余控制功能，电源、控制器和I/O卡件都带冗余，在查明故障原因和所在地后，带电更换相应的设备，更换时必须带防静电手环，小心谨慎，不能把故障扩大，避免造成更大的损失。
6、如果故障导致了装置停车，配合工艺人员把生产切换到现场控制，调节阀切换到旁路控制，待故障处理完毕后，配合工艺人员切换到DCS控制。
7、控制系统故障处理完毕后，观察DCS控制系统是否已完全正常，并及时处理仪表故障。
五、DCS系统故障及恢复。
1、通讯网络故障：以太网网络故障产生报警，故障不会影响系统网络通讯。DCS维护人员检查网络故障及时恢复即可。
如控制网络出现网络断线：
（1）立即通知公司调度。
（2）通过直控操作站检查工艺关键监控指标：（气化、合成）运行情况。检查各阀门运行状态。
（3）仪表技术人员立即配合工艺车间采取相应的安全措施避免事故进一步扩大。
（4）仪表技术人员首先检查冗余的控制器是否正常运行，如果主控制器故障，而从控制器未正常切换，则应立即汇报相关领导并请示进行手动切换控制器的操作，切换失败通知调度做好紧急停车的准备。
（5）确保控制器正常的情况下，迅速检查交换机状态和供电情况是否正常，以及各冗余控制器与交换机之间、工程师站、操作员站与交换机之间的网络连接情况：是否有 RJ45 接头破损、脱落和松动状况，如有水晶头破损立即更换备用或现场制作，松动则立即插紧，然后再经工程师站检查网络，测通网络，恢复正常运行。
2、控制器或I/O卡件故障
（1）系统冗余控制器故障
a、控制器不同步
应急方法：人为将备用控制器断电重启，恢复同步；
b、一对冗余控制器同时故障
应急方法：首先察看此时哪个为主，立即进行主从控制器人为切换，如切换不成功，迅速汇报车间领导，等待调度停车命令。
（2）I/O卡件损坏：
应急方法：a、非冗余 AI\DI\DO 卡件损坏，可将备用的卡件插入到已损坏的卡件位置，与工艺密切联系，迅速办理相关检修票证进行更换和组态单点下装。
b、冗余 AO 卡件损坏，及时办理相关检修票证进行更换备件，不成功，及时汇报相关领导并采取措施更换，等待调度命令
3、操作站故障：
（1）通知仪表DCS维护人员，进行检查维修。
（2）重新启动操作站是否正常。
（3）操作站可启动，操作见面无法启动，检查软件。
（4）检查网络是否有故障。
4、DCS系统停电
（1）立即通知公司调度。
（2）现场检查工艺关键监控指标：（气化、合成）运行情况。
（3）仪表人员立即配合工艺车间采取相应的安全措施避免事故进一步扩大。
（4）检查供DCS系统的电源是否满足要求（220VAC）。
检查UPS不间断电源。
如果UPS 供电异常处理：
①UPS 主回路出现故障且未自动切到旁路运行，及时联系电气专业，并请示相关领导对 UPS 进行切换至“手动旁路”的工作。
②UPS 主回路、自动旁路、手动旁路均故障或者电气供电故障时，此时应该自动切换至直流电池供电，供电时间内应该立即进行 DCS 组态的备份工作和 各个工控机的系统备份工作，等待调度的命令。
③如果 UPS 主回路、自动旁路、手动旁路、电池均故障，要迅速通知调度室及有关领导做好紧急停车准备。
④如因外部干扰对 DCS 系统供电造成影响，致使系统不能正常运作的，应首先检查接地情况，若接地正常，不能立即排除干扰，则立即汇报相关领导，同时通知调度做停车处理。 检查供给相应DCS系统电源的开关是否闭合，如果没有闭合，请闭合电源开关。
（4）供给DCS系统的电源正常后，首先启动服务器。
（5）在服务器启动后，首先应该在各工段启动一台操作站。其他操作站暂时不要启动，这样可以提高整个DCS系统的启动速度。
六、电源恢复正常后各系统的检查处理办法：
关于PKS系统的掉电情况及其解决方法
当PKS210系统完全失电后，其输出全部初始化，即输出无任何信号（电压，电流等都没有）。
（1）所有放空电磁阀自动失电全开。
(2)调节阀，所有的FC调节阀阀位回零，所有的FO调节阀全开。
（3）以前运行的各种泵仍然运行，须工艺人员去现场确认手动停泵。
(4)所有的联锁都将失效。
（5）操作站画面没有任何实时数据显示，需工艺人员现场进行确认。
2、当供电正常后，如果系统电池正常工作，则打开controlbuilder，可以看到控制器中的CM控制回路都是绿色（即已经激活），I/O卡件-通道也是绿色,但是这时候I/O通道中AO无信号(无论失电前是否有输出,现在都无信号,无24V电压),DO根据回路确定有无输出,如图示,逻辑中如果有取反或是初始状态就有信号,则虽然控制器还是IDEL但是I/O卡件还是可以输出.然后检查系统无其他故障和报警,既可将控制器运行,如图
.

然后检查SCM回路是否已经运行,其中mode attribute显示为operator的就已经正常(如图)
,但是显示为program的则需要手动运行,先将program切换为operator,然后将SCM运行起来,在将mode attribute改回operator

如果系统是冗余的,再同步服务器，控制器激活后的I/O状态如下

当供电正常后,如果系统电池不能正常工作,打开controlbuilder发现I/O卡件,控制器中的CM回路都是红色,说明程序已经丢失,需要使用快照恢复,但是使用快照之前，需要先下装I/O卡件等

选择snapshot中的restore controller from snapshot 恢复(如图7),一般情况下,控制器都可以恢复,以后的处理步骤同电池正常时的处理方法。
如果快照恢复失败，就需要重新下装整个控制器和I/O卡件等，下装时首先下装IOLIM，然后下装IOLINK和I/O卡件，I/O部分下装完成后，再下装控制器的CM回路，并激活。之后操作步序同电池正常时的处理方法。
控制器，I/O卡件，服务器同步等问题处理完成后，应再次检查SYSTEM报警中，有什么新报警，抓图然后确认报警，看看还有那些报警没有消除，是什么类型，也可以在knowledge builder中查询具体信息和解决方法
处理完成后，检查系统的电池组，确认电池状态，如需更换则立即更换，注：可能出现的一些非常规问题，下装I/O卡件时提示错误
控制器或I/O卡件上电后报错，处理方法：观察并记录错误代码，在knowledge builder中查询代码的意义和解决方法。
下装中的其他错误，处理方法：阅读下装错误的英文提示，在英文提示后的（）中有错误代码，可以在knowledge builder中查询此错误的具体信息和解决方法
关于Tricon系统的掉电情况及其解决方法
1. Tricon系统一般由市电与UPS供电，当两路电都掉电时，控制器停止运行，系统由主机架的背板上的电池供电，电池能完整地保持程序和保持性变量，至少可保持六个月。如果该电池没电，程序将丢失。
2. 控制系统断电将会发生以下动作：
（1）空压机与增压机的放空电磁阀自动失电全开。
(2)调节阀，所有的FC调节阀阀位回零，所有的FO调节阀全开。
（3）以前运行的各种泵仍然运行，须工艺人员去现场确认手动停泵。
(4)所有的联锁都将失效。
（5）操作站画面没有任何实时数据显示，需工艺人员现场进行确认。
3. 当供电正常后，做如下工作：
(1) 在主机架上用钥匙将开关打到PROGRAM位置；
(2) 打开1131软件，画面如下

（3）编译整个工程，点击
（4）在CONTROLLER下连接控制器，点击

(5)连接以后，进行初始化下装，点击
(6)程序下装成功后，程序自动运行，确认所有卡件恢复正常。
（7）工艺人员可以在画面上进行正常操作。
关于和利时系统的掉电情况及其解决方法
1、系统断电后状态
系统断电后，系统将停止工作，操作站所有监视的数据都将消失，同时无法通过操作站控制现场任何设备，原先发送的指令将消失，联锁不起作用。调节阀在系统断电过程中关闭，电动阀保持原先状态，气动阀阀位将到事故状态阀位，泵、球磨煤机、送风机、引风机等高压设备运行状态不受系统掉电的影响。
2、系统断电后处理办法：
（1） 给系统断电后，应立即通知DCS人员进行处理，避免长时间断电导致事故的扩大化。 DCS人员首先给系统送电，如果数据没用丢失，系统将会自动运行。同时原先调节阀的开度会恢复到掉电前的开度，不用操作人员操作。
如果登录时提示初始化下装，则控制器数据丢失，下装后，点击运行，系统即可运行。此时，所有的数据全部初始化，原先调节阀的开度不会恢复到掉电前的开度，全部全关。
关于西门系统的掉电情况及其解决方法
1、 系统断电后状态：
西门子PLC系统断电后，画面所有监视数据消失，现场所有设备无法在中控实现控制。其中，联锁不起作用，气动阀全关，电动阀保持原位，调节阀关闭。系统掉电不会影响现场泵的启停。
2、 系统断电后处理办法：
（1） 一般情况下，掉电后，系统有电池的保护，数据不会丢失，只要重新上电，将会自动运行，无需人为干涉。
（2） 系统掉电后，重新上电无法运行的情况下，运行SETUP7，将目前使用的工程的硬件组态和程序重新下装到控制器。
（3）即使下装都无法运行的情况下，应查看灯屏，检查硬件是否有故障。发现故障硬件后，应将其更换，重新下装即可。

仪控车间
2010-10-15