集散控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致空分設(shè)備停車分析
時(shí)間:2008-08-26 11:24:00來源:fenghy
導(dǎo)語:?集散控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致空分設(shè)備停車分析
珠海盈德氣體有限公司16300m3/h空分設(shè)備于2005年6月投產(chǎn),采用CENTUM CS3000集散控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))。
控制系統(tǒng)硬件及軟件構(gòu)成:
(1) 操作監(jiān)視站(HIS)兩臺(tái),操作系統(tǒng)為Windows 2000,配以701網(wǎng)卡,以接入實(shí)時(shí)控制網(wǎng)(V net),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、操作和組態(tài)等功能。
(2) 控制站(FCS) 1臺(tái),用于過程I/O信號(hào)輸入、輸出及處理,完成模擬量調(diào)節(jié)、順序控制及實(shí)時(shí)運(yùn)算等實(shí)時(shí)控制功能。
1、故障經(jīng)過
2005年6月5日15:36:35,珠海盈德氣體有限公司16300m3/h空分設(shè)備中控室DCS系統(tǒng)操作監(jiān)視站突然發(fā)出異常的“嘟嘟”聲,緊接著除循環(huán)水系統(tǒng)大水泵外(因其沒有與DCS系統(tǒng)聯(lián)鎖),所有的機(jī)器瞬間全部停車,空分設(shè)備被迫停車。
DCS系統(tǒng)歷史信息記錄如下:
15:36:35 FCSO101 Too Heavy Load(控制站0101負(fù)荷過重,這是第一個(gè)故障信息);
15:36:40 FCSO10l IOM Fail F101 NODE 01 SLOT04;
15:36:44 FCSO 101 IOM Fail F101 NODE 01 SLOT 01。
所有NODE (控制分站)的IOM (控制處理模塊)全部發(fā)生故障,所有位號(hào)都出現(xiàn)輸入回路斷路(IOP)、輸出回路開路(OOP)報(bào)警。
15:37:11 IOM模塊IOP、OOP報(bào)警均恢復(fù)正常。
故障發(fā)生后,儀表工程師立即與DCS系統(tǒng)供貨方技術(shù)人員聯(lián)系,在其指導(dǎo)下,做了以下工作:
(1) 控制站(即FCSO101)斷電,CPU后備電池同時(shí)失電,內(nèi)存的項(xiàng)目軟件程序丟失。
(2) 過5min后,重新啟動(dòng)控制站,然后儀表工程師站重新把項(xiàng)目軟件下載至控制站,并重新啟動(dòng)工程師站和操作站。在重啟完畢后又出現(xiàn)了FCS0101 Too Heavy Load的系統(tǒng)報(bào)警,但其它數(shù)據(jù)顯示均恢復(fù)正常。
(3) 為盡快恢復(fù)生產(chǎn),19:33:55啟動(dòng)空壓機(jī),逐步恢復(fù)整個(gè)工藝過程。但在氧壓機(jī)啟動(dòng)后,部分?jǐn)?shù)據(jù)趨勢(shì)圖斷線現(xiàn)象重新出現(xiàn),其它方面情況正常。
2、故障原因及處理措施
在2005年4月空分設(shè)備調(diào)試過程中,儀表工程師針對(duì)其工藝流程完成了整個(gè)項(xiàng)目軟件程序組態(tài),并通過了測(cè)試。但當(dāng)空分設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)開啟并正常運(yùn)行后,DCS系統(tǒng)的趨勢(shì)數(shù)據(jù)記錄圖出現(xiàn)了斷線現(xiàn)象,并且越來越嚴(yán)重。當(dāng)時(shí)并沒有引起足夠的重視,其實(shí)此時(shí)DCS系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了負(fù)荷過重的情況,只不過還沒有達(dá)到嚴(yán)重的程度。
在此次停車故障中,DCS系統(tǒng)出現(xiàn)“控制站系統(tǒng)負(fù)荷過重” 報(bào)警。經(jīng)檢查,控制站FCS0101的“CPU IDLE TIME (系統(tǒng)空閑時(shí)間)” 為0,表示系統(tǒng)在規(guī)定的掃描周期內(nèi)沒有足夠的時(shí)間處理所有事件。
CPU IDLE TIME越長(zhǎng),系統(tǒng)的負(fù)荷越小。
CENTUM CS3000 R3.03.00版本軟件相關(guān)資料上介紹,CPU IDLE TIME的時(shí)長(zhǎng)是“with a little time”,意思就是有點(diǎn)時(shí)間就可以了。但在實(shí)際應(yīng)用中,廠家推薦CPU IDLE TIME大于9s,也就是說系統(tǒng)負(fù)荷在85% 以下;最低安全值是5s,對(duì)應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷91.7%。
發(fā)現(xiàn)問題所在后,儀表工程師立即對(duì)項(xiàng)目軟件進(jìn)行優(yōu)化控制,將其中一些沒必要用“高速掃描”的功能塊改為“中速掃描” 或“基本掃描”。6月6日11:57,修改完畢,CPU IDLE TIME從0提高為6s。繼續(xù)觀察,DCS趨勢(shì)圖斷線現(xiàn)象沒有出現(xiàn)。也沒有其它異常。再進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)資源,CPUIDLE TIME提高為10s。故障得到了根本解決。
DCS系統(tǒng)供貨方發(fā)來的項(xiàng)目軟件分析報(bào)告,也證實(shí)了故障的實(shí)質(zhì)原因在于DCS系統(tǒng)負(fù)荷過大,導(dǎo)致系統(tǒng)在瞬間無法完成運(yùn)算處理及控制功能。
在采取了前述措施處理后,為了進(jìn)一步優(yōu)化控制,對(duì)Pc機(jī)本身自帶的Windows 2000操作系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)存值也進(jìn)行了修改,最小值從384Mb提高到768Mb,同時(shí)指定了嚴(yán)格的巡檢制度,由專人每天檢查HIS和FCS的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,檢查內(nèi)容包括CPUIDLE TIME等。
3、結(jié)束語
故障發(fā)生后,及時(shí)聯(lián)系盈德氣體總公司其他氣體公司的儀表工程師,檢查各自的DCS系統(tǒng)(都為同一型號(hào)的DCS系統(tǒng))運(yùn)行情況,其他氣體公司的CPU IDLE TIME分別為34s、5s、10s,都在安全范圍內(nèi),但是還需要對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)一步優(yōu)化控制。根據(jù)各自工廠的具體情況,在確保設(shè)備安全的前提下,整理項(xiàng)目軟件,優(yōu)化系統(tǒng)資源,保證空分設(shè)備的正常運(yùn)行。
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