摘 要：本文以齊魯石化資源優(yōu)化項目中的CFB燃煤鍋爐、汽化裝置、BQG空分裝置為基 礎(chǔ)，對其控制系統(tǒng)和聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）開車前的調(diào)試常見故障進行分析。對故障出現(xiàn)的可能性大小和各回路故障的特點及產(chǎn)生原因分別闡述。目的在于總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓。為以后儀表調(diào)試提高質(zhì)量和效率提供參考。 關(guān)鍵詞：儀表調(diào)試；常見故障；信號流向；信號分類；典型環(huán)節(jié) 一、引言 計算機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介：為便于分析問題，以控制系統(tǒng)信號和數(shù)據(jù)流向為順序進行一般性敘述。（見圖一） 現(xiàn)場將工藝參數(shù)（壓力、流量、溫度、液位、成分等）通過測量儀表轉(zhuǎn)換為電信號送入DCS卡件，卡件做相應(yīng)處理后送入控制器，控制器按控制方案（組態(tài)要求）分別送給操作站或現(xiàn)場控制閥等設(shè)備。操作人員按控制意圖將將參數(shù)通過控制站送入控制器，控制器發(fā)出控制信號給現(xiàn)場控制設(shè)備，控制設(shè)備改變被控對象參數(shù)以達到控制目的。上述兩條信號流向線（輸入回路、輸出回路），不同系統(tǒng)，不同裝置，不同設(shè)計，所經(jīng)環(huán)節(jié)差異很大，在判斷和處理故障時必須熟知。 二、信號分類和典型環(huán)節(jié) 為便于詳細分析和處理故障將信號類型分為四大類： 1 AI點－－-模擬信號輸入點：多為現(xiàn)場變送器、溫度點、閥的行程反饋信號、特殊儀表指示（軸位移、軸振動和轉(zhuǎn)速）等。（各環(huán)節(jié)見圖二） 2 DI點－－-數(shù)字量（開關(guān)量）輸入點：多為現(xiàn)場各種壓力、流量、液位、溫度開關(guān)，或電氣來的繼電器接點，或控制閥的限位開關(guān)及按鈕信號。（各環(huán)節(jié)見圖三） 3 AO點－－-模擬信號輸出點：多為去現(xiàn)場控制閥、調(diào)速器的電信號。（各環(huán)節(jié)見圖四） 4 DO點－－-數(shù)字量（開關(guān)量）輸出點：多為去現(xiàn)場電磁閥、電氣繼電器接點和報警的控制信號（各環(huán)節(jié)見圖五） 三、故障的分析和處理 1、模擬輸入量的常見故障 由于現(xiàn)場測量儀表發(fā)展日新月異，測量對象較為繁雜，點數(shù)相對較多。此類故障調(diào)試過程中發(fā)生最多，原因最為復雜，處理起來難度較大。個人不完全統(tǒng)計為線路故障量的40%左右。已經(jīng)遇到的故障有以下幾種原因：1 電源配置不當或保險絲有問題 2 四線制/三線制/二線制/熱電阻公共端 區(qū)分不清。3 現(xiàn)場信號線極性配反。4 機房接線柜端子處極性配反。5 安全柵處電源/輸入輸出極性不正確。6 AI卡件有源/無源配置錯誤。7構(gòu)成輸入回路的各環(huán)節(jié)儀表參數(shù)/置位開關(guān)不正確。8 DCS 控制點組態(tài)有誤。9 公共線室內(nèi)外不對應(yīng)。10 連接導線、端子有誤。11 安全柵自身故障。 12儀表自身故障（微乎其微）。下面就幾種典型故障現(xiàn)象進行詳細分析論述： 1.1現(xiàn)場變送器無法加信號 此種故障多為現(xiàn)場或機房內(nèi)，用275、375手持終端加信號進行回路檢查時無法連接?，F(xiàn)場檢查多為沒有電源，DCS多顯示壞值或開路。本人完整詳細檢查思路（見圖六），本著由室內(nèi)至室外，由簡到繁的原則。在實際調(diào)試中并非完全按上述處理流程，常常是 根據(jù)系統(tǒng)特點、個人經(jīng)驗、施工情況做一些技巧性處理。此種故障點易出現(xiàn)在端子柜、端子箱、AI卡件以及安全柵、保險絲等處。錯纜的情況也時有發(fā)生。另外重疊故障、檢查中疏忽又人為設(shè)置的故障點也是時?？梢姟? 此種故障如果從室內(nèi)－室外和室外－室內(nèi)相向處理（兩組），按次序逐個環(huán)節(jié)檢查平均效率最高。分段、分重點檢查偶然效率較高，常常取決于操作者技能和經(jīng)驗。 1.2熱電阻/熱電偶（或電阻箱）連接后無法正常指示 此種故障相對簡單，環(huán)節(jié)較少，處理也相對容易。產(chǎn)生故障點的位置多為接線箱、接線柜、AI卡件等處。｛分析處理同1.1｝。產(chǎn)生原因多為設(shè)計、組織施工協(xié)調(diào)不當，造成熱電阻公共端彼此不對應(yīng)，熱電偶補償導線不匹配，AI卡件通道連接不正確，組態(tài)時熱電偶、熱電阻類型參數(shù)選擇有誤，溫度變送器接線、設(shè)置不正確，造成DCS指示異常。 此種故障特點是：成批量錯誤，發(fā)現(xiàn)容易（通過流程圖是否指示室溫判定）。 保證該點的物理位置與控制方案位號對應(yīng)非常重要（混點很難發(fā)現(xiàn)），需逐點校驗常用方法為：開路法和短路法。 1.3現(xiàn)場信號已正常發(fā)出，操作站無指示 此種故障出現(xiàn)的較為零散，多為錯線、錯纜、錯通道、錯位號。組態(tài)錯誤占相當比例。此種故障解決起來偶然性較大，時難時易，需對照多種圖紙，逐個環(huán)節(jié)檢查。 1.4現(xiàn)場信號與操作站指示不對應(yīng) 此種故障多為儀表設(shè)置和DCS組態(tài)問題等軟故障。具體表現(xiàn)在：零點和量程、是否遷移、單位換算、是否累積、是否流量開方、是否小信號切除等。｛溫度點單列見1.2 ｝ 此種故障屬易發(fā)現(xiàn)易處理。出現(xiàn)的頻次一般。 2 數(shù)字輸入量常見故障： 此類信號多為現(xiàn)場閥位開關(guān)、泵狀態(tài)、液位開關(guān)、流量開關(guān)、壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、各種按鈕等。各裝置不同，數(shù)量差異較大，這些點多為重要的聯(lián)鎖點和報警點，對系統(tǒng)的安全性起著至關(guān)重要作用。但出現(xiàn)的故障并不是十分復雜，出現(xiàn)的幾率也不是太多，大約為故障點10%。出現(xiàn)的原因已遇到的有：錯纜、錯線、常開與常閉選擇錯誤、設(shè)計圖有誤、組態(tài)有誤、繼電器配置有誤及繼電器故障、電源串入有誤、卡件通道錯誤等。其中設(shè)計圖有誤和電源有誤常常會伴隨大量DI點不正常，是調(diào)試中應(yīng)注意的要點。下面就幾種常見故障現(xiàn)象，做簡要分析。 2.1現(xiàn)場發(fā)訊部件已動作，操作站顯示不變化。 2.1.1.電源部分送電檢查，方法同1.1所述。 2.1.2.檢查繼電器是否動作，觸點是否真實動作，配線是否正確并處理。 2.1.3檢查發(fā)訊元件觸點是否真實動作，接線是否正確并處理。 2.1.4 檢查DI卡及通道配置是否正確并處理。 2.1.5 檢查組態(tài)是否正確并處理。 2.1.6 檢查是否錯纜、錯線并處理。 2.2現(xiàn)場發(fā)訊部件已動作，操作站顯示多點動作。 此種故障多為公共線錯接，一個繼電器得電后，其它繼電器串入電流后，誤動作。組態(tài)錯誤，由于組態(tài)時運用復制/粘貼的方法，而漏改。是局部和偶然的現(xiàn)象。細心和注意是可避免的。 2.3現(xiàn)場發(fā)訊部件未動作，操作站顯示已動作 此種故障現(xiàn)象多為常開/常閉選用錯誤或組態(tài)“非”的運算選用錯誤。在排除錯線、錯纜后應(yīng)主要考慮上述兩個原因。 2.4現(xiàn)場發(fā)訊部件再次動作，操作站顯示不隨之動作。 原因分析： 2.4.1 發(fā)訊元件粘連、繼電器粘連不能有效斷開 2.4.2 組態(tài)中有RS觸發(fā)器或時間繼電器存在有記憶功能，狀態(tài)不具備變化條件。 處理： 2.4.3 需知DI點在系統(tǒng)中的功能及組成的回路環(huán)節(jié)，對應(yīng)檢查并處理。 3 數(shù)字輸出量常見故障： 此類信號多為控制的結(jié)果：報警燈、電磁閥、去電氣或現(xiàn)場啟/停泵信號等。此類信號數(shù)目因裝置不同差異很大，關(guān)系到裝置安全運行。因此調(diào)試中要更加細致，不僅要看信號正確與否，而且常常還要注意動作的時間和速度。調(diào)試中統(tǒng)計故障點與DI相似大約為10%。 常見故障多為：錯線、錯纜、錯組態(tài)以及繼電器相應(yīng)故障，被驅(qū)動設(shè)備自身故障也較為常見。 常見的故障現(xiàn)象有：條件到，報警燈不亮、電磁閥不動、電氣沒接到觸點信號。 條件不到，報警燈誤亮、電磁閥誤動、電器接到錯誤觸點信號。 條件到，電磁閥或被啟動設(shè)備動作速度不符合要求等。線路故障處理思路及檢查方法同1.1所述。原因分析與DI點相同，只是信號流向相反。注意各環(huán)節(jié)自身的特點，以及與時間有關(guān)的設(shè)置。 4模擬輸出量常見故障 此類信號為控制系統(tǒng)控制工藝的直接環(huán)節(jié)，也是工藝人員經(jīng)常操縱和改變的變量。其品質(zhì)的好壞直接影響工藝指標，關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量。此類信號控制的現(xiàn)場設(shè)備一般包括控制閥和調(diào)速器等。由于閥的種類繁多，性能差異也很大，故閥的選型對控制系統(tǒng)影響尤為重要。在調(diào)試過程中出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)與模擬輸入量相似，難易程度相似。處理方式也基本相同。（可參照1.1處理。信號流向相反。）不同的是，在現(xiàn)場控制閥自身出現(xiàn)故障的機率要大于變送器出現(xiàn)故障的機率。因此系統(tǒng)調(diào)試前的單體調(diào)試應(yīng)是不可缺少的步驟。出現(xiàn)故障的點數(shù)大約為40%（略少于模擬輸入量）。已遇到的故障現(xiàn)象有：已輸出，閥不動。輸出值與閥位不對應(yīng)。輸出值動作方向與閥要求動作方向相反。原因除以前模擬量所述各環(huán)節(jié)和組態(tài)外，還有閥門定位器故障。在此不做太多敘述。 5其它常見故障 在調(diào)試中還有兩種常見故障就是電源系統(tǒng)故障和接地系統(tǒng)故障。下面就在調(diào)試中已遇到的與二者有關(guān)的故障進行分析和探討。 5.1 電源系統(tǒng)故障： 在 CFB 鍋爐儀表功能測試中，正常檢查送電后，沒幾天24伏電源出現(xiàn)SHUT DOWN 自保護。當時分析原因有三，一是由回路接地，二是220伏電源波動，三是有諧波耦合竄入電源系統(tǒng)。但在隨后的檢查中被一一排除。后來電源廠家工程師現(xiàn)場檢測檢查，認為是電源容量選擇太大，負載太小，電源處于低負荷運行。將電源模塊由六個改為三個使用。運行一個月后，電源部分又出現(xiàn)掉電自保護造成控制系統(tǒng)失靈，影響了鍋爐的正常運行。再次更換電源模塊檢查送電后，恢復正常。做為應(yīng)用廠家對電源內(nèi)部技術(shù)所知甚少，希望與行家探討。 5.2.接地系統(tǒng)故障： 由于各DCS 和 ESD廠家對接地要求不同，在調(diào)試中常常會出現(xiàn)因接地而使系統(tǒng)不能正常工作的情況。很多系統(tǒng)需要單獨的接地，在實施時由于各種原因（踐踏接地排、接地線錯誤搭接等）使得接地混亂不能滿足系統(tǒng)要求。如果設(shè)計考慮周詳，這些在施工時注意是完全可以避免的。 另一種常見的接地故障是信號線的屏蔽接地，一般采用室內(nèi)單點接地。但由于在施工中往往漏接或者室內(nèi)室外彼此認為是對方接地而導致屏蔽地不接。這種故障在加信號聯(lián)校時是很難發(fā)現(xiàn)的，需做專項檢查。否則會導致回路的正常使用。有經(jīng)驗的施工隊伍發(fā)生該項錯誤的點數(shù)很少。 四、故障的點數(shù)統(tǒng)計和說明 故障點點數(shù)統(tǒng)計以三大裝置控制系統(tǒng)功能測試中已發(fā)現(xiàn)、已處理和所知的已發(fā)現(xiàn)、已處理故障點數(shù)計（是故障出現(xiàn)的環(huán)節(jié)數(shù)目，不是回路點數(shù)）。由于是個人調(diào)試中的統(tǒng)計，數(shù)據(jù)不是十分準確，只是為定性說明問題而列出：（點數(shù)合計 ：1470個） 故障點類型 數(shù)目 百分數(shù) AI 故障點 600 40.8% AO故障點 580 39.4% DI 故障點 130 8.84% DO故障點 120 8.16% 接地故障點 20 1.36% 其它故障點 10 0.68% 五、結(jié)束語 本文是儀表調(diào)試中經(jīng)驗的總結(jié)，對常見故障進行了系統(tǒng)分類，對故障產(chǎn)生的原因進行了較為詳細的分析，對故障的處理和檢查提供了詳細的思路和方法。希望能夠為以后控制系統(tǒng)的施工和調(diào)試提供借鑒。