TPS系統(tǒng)常見故障分析及解決措施

李憲文

（中國石油哈爾濱石化公司機動設(shè)備處 黑龍江 哈爾濱 150000）

DCS（Distributed Control System）集散控制系統(tǒng)，是上世紀(jì)70年代國外推出的自動化控制系統(tǒng)，通常稱為DCS，其控制系統(tǒng)的功能是由不同的設(shè)備來完成的，當(dāng)某個設(shè)備出現(xiàn)故障時，對整個系統(tǒng)影響降到最低。TPS系統(tǒng)，是美國Honeywell公司的一個先進的DCS產(chǎn)品，是將整個工廠商業(yè)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)統(tǒng)一在一個平臺上的DCS自動化控制系統(tǒng)?？膳c管理計算機連接，進行遠(yuǎn)程高級控制和管理。目前，我公司在用的DCS系統(tǒng)全部為HONEYWELL公司的TPS系統(tǒng)。

1 TPS系統(tǒng)節(jié)點及功能介紹

HPM：高性能過程處理器，用于掃描和控制TPS系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)。

NIM：網(wǎng)絡(luò)接口模件，提供LCN訪問UCN的接口，轉(zhuǎn)換LCN和UCN的通訊技術(shù)和協(xié)議。

HM：歷史模件，文件服務(wù)器，支持LCN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)活動、歷史數(shù)據(jù)存儲。系統(tǒng)事件用于系統(tǒng)性能的觀測、調(diào)整和故障排除;過程歷史數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)過程監(jiān)控。

GUS：全局用戶操作站，TPS系統(tǒng)的人機界面，繼承US的全部功能，基于Windows NT4.0平臺（為NTFS分區(qū)）的Native Windows窗口使用。

控制網(wǎng)絡(luò)包括局域控制網(wǎng)絡(luò)LCN和萬能控制網(wǎng)絡(luò)UCN，LCN網(wǎng)實現(xiàn)集中管理，UCN網(wǎng)實現(xiàn)過程功能，與HPM、LM、SM、PLC等相連，實現(xiàn)各種控制功能。

2 系統(tǒng)常見故障的分析研究

常見故障有四大類：

2.1 通訊故障

LCN纜通訊故障；UCN纜通訊故障；I/0 LINK電纜通訊故障；GUS站與系統(tǒng)間的通訊故障。

產(chǎn)生故障的原因：設(shè)備損壞；電纜各種接頭松動或脫開（常見故障）；外來電磁信號的干擾（LCN接地不好，經(jīng)常出現(xiàn)故障）。

處理問題的措施：更換設(shè)備；重新將電纜進行連接，并用專用工具進行緊固；做好接地，滿足系統(tǒng)的要求。

2.2 硬件故障

HPMM卡件或I/O卡件整個損壞（狀態(tài)燈不亮）；1/O卡件部分損壞，如壞某個通道（狀態(tài)燈閃爍）；操作站的硬盤，顯卡，網(wǎng)卡等的損壞；其它設(shè)備的損壞。

產(chǎn)生故障的原因：由于本身元器件的故障；外部條件的影響：A.高電壓或高電流的沖擊；B.環(huán)境灰塵太大；C.環(huán)境溫度過高導(dǎo)致卡件燒壞；D.環(huán)境濕度過高導(dǎo)致卡件短路或腐蝕。

處理問題的措施：對損壞的硬件進行更換；改善系統(tǒng)的工作環(huán)境，滿足系統(tǒng)的要求。

2.3 軟件故障

GUS操作站無法調(diào)出流程圖或無法打開Native Window窗口；HM硬盤數(shù)據(jù)不冗余，HMO報警，冗余硬盤數(shù)據(jù)庫不同步等；NIM不能冗余自動切換；HPMM掛起；I/O卡件 BOX SOFT FAILURE（整個卡件）。

處理問題的措施：對于GUS站，可以LOG OFF后重新登陸。如果不行則必須用“TPS System Software”的系統(tǒng)光盤恢復(fù)；對于其它設(shè)備的軟件故障，如果通過采取措施可以消除的則該設(shè)備可以繼續(xù)使用，否則必須進行硬件更換。

2.4 電源系統(tǒng)故障

電源箱損壞；電源箱性能變差，工作不穩(wěn)定；保險燒或空開跳；電源線路故障。

處理問題的措施：對損壞的硬件進行更換；改善系統(tǒng)的工作環(huán)境，滿足系統(tǒng)的要求；定期對電源箱的工作狀態(tài)進行巡檢。

3 網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點狀態(tài)分析

3.1 GUS站維護

GUS站是TPS系統(tǒng)的唯一人機接口，一般為多臺GUS站互為冗余。

LEDS紅色閃爍時說明LCNP4板自檢未通過，可能是LCNP4板有問題或通訊電纜接觸不良。GUS通訊中斷的現(xiàn)象：通過LCNP4狀態(tài)監(jiān)視，此外在流程圖中的數(shù)據(jù)不變或顯示“？”。處理方法：重新登錄NT，按CTR+ALT+DEL鍵，登錄到GUS用戶后，隔1分鐘，看數(shù)據(jù)有無變化，LCNP4燈是否為常綠，如仍不能通訊，請重新啟機（GUS主機），若仍不成功，查看GUS與MAU通訊線接觸是否良好。

3.2 HM維護

HM在整個TPS系統(tǒng)中占有絕對重要位置，是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫存貯核心設(shè)備。而在配置上還是不冗余的，僅是硬盤作成冗余。當(dāng)一個硬盤壞，更換時做一次同步即可。

HM啟動有兩種方式：自動啟動和手動啟動。操作員級日常維護用自動啟動即可，即HM上電后自啟，不需人為干預(yù)，成功后查看狀態(tài)燈指示正常即可。

3.3 NIM維護

NIM是LCN與UCN接口模件，是兩網(wǎng)通訊的唯一通路，采用雙冗余配置，當(dāng)兩個NIM同時出現(xiàn)問題時，將使GUS站失去監(jiān)控。HM與HPM通訊中斷，影響生產(chǎn)。應(yīng)注意內(nèi)部時鐘和外部時鐘的選擇。

3.4 HPM維護

HPM是TPS系統(tǒng)控制部分，直接控制現(xiàn)場設(shè)備，通過IOP及FTA與現(xiàn)場表相連，實現(xiàn)各種控制方案。在正常狀態(tài)下，HPM柜前面所有狀態(tài)燈應(yīng)為綠色（或橙色）常亮，否則有報警存在，其中IOP狀態(tài)燈為橙色時表示冗余配置時處于主處理器。

3.5 LCN網(wǎng)維護

LCN網(wǎng)屬令牌總線網(wǎng)，連接電纜為IOBATE-2同軸細(xì)纜，終端電阻75歐姆，通過MAU盒與GUS主機相連。LCN網(wǎng)冗余兩根電纜正常時每分鐘切換一次，可在系統(tǒng)狀態(tài)畫面中監(jiān)測。

1）一根LCNA纜故障

當(dāng)一根LCNA纜故障時，不影響另一根LCNB工作，在系統(tǒng)狀態(tài)畫面中表現(xiàn)為CABLE A SUSPECT變黃閃爍，同時在SYS STATS狀態(tài)報警燈亮，此時如果LCNA能工作，表示故障輕微，仍可繼續(xù)工作。

處理方法：逐個檢查LCNA的各個接頭，其中注意MAU，LCNP4本身的故障可能性，同時要檢查MAU盒接地是否良好等，一般可恢復(fù)正常.但處理時一定要保證LCNB工作正常。

2）二根LCNAB同時故障

此時CABLE AB FAIL，將會出現(xiàn)部分GUS有信息，部分GUS無信息現(xiàn)象。在Native Window中出現(xiàn)“NETWORK VIEW”報警，說明有多個令牌環(huán)存在，此時選中一個GUS按LCN OVERVIEW進人診斷畫面，可查出LCN節(jié)點故障點所在，然后對應(yīng)連接好，通訊故障便可解決，但需注意必須要進行LCN重新連接即LCN RECONNECT，將多個令牌環(huán)合成一個令牌環(huán)，以保證通訊正常，當(dāng)某個節(jié)點SHUTDOWN重啟后，將會自動加人整個令牌環(huán)。

3.6 UCN網(wǎng)維護

當(dāng)出現(xiàn)UCN報警后，儀表人員應(yīng)迅速判斷是哪個UCN報警，并查看通訊噪音值為多少，正常時應(yīng)為0。如某個節(jié)點處噪音值較高，說明故障點的可能性最大，此時可按RESET STATS進行復(fù)位，使噪音值清零，還可進行AB纜測試。同時對UCN纜，TAP，MODEM等進行檢查，注意TAP隔離端和非隔離端的連接是否正確及接地是否良好，必要時采取防靜電防干擾措施。具體處理措施可參見LCN網(wǎng)進行。

4 結(jié)論

TPS系統(tǒng)的維護工作，需要維護人員要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和縝密的科學(xué)頭腦去分析和處理各種問題。需在實踐中不斷總結(jié)和提高，涉及到的一些疑難問題要多和Honeywell技術(shù)專家聯(lián)系，重視日常巡檢發(fā)現(xiàn)的各種問題，確保TPS系統(tǒng)長周期平穩(wěn)運行。