设备检查技术手册过程控制系统.docx

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设备检查技术手册过程控制系统

过程控制系统

第一节TDC-3000/TPS系统

一、概述

1、系统简介

TPS（TotalPlantSolution）系统是霍尼韦尔公司推出的新一代集散控制系统。

它是将整个工厂信息系统与生产过程控制系统统一在一个平台上的自动化系统。

它具有三层独立的，但又可以整体通讯的网络：

计算机局域网PCN、控制管理网TPN（LCN）和过程控制网络（包括UCN、DataHiway）,见图7-1。

在这三层网络中，过程控制网络作为与控制过程的通道，即挂在这个网络中的设备以工艺控制过程进行数据采集和控制；控制管理网络TPN（LCN）连接一些作为高级控制、扩展数据采集和数据分析的模件，它将所有网络联在一起，构成一个整体;计算机局域网PCN以普通PC机作为操作平台，运行应用软件及Honeywell的一些离线组态软件。

用户可根据具体的控制系统的要求对这些网络的各网络中的设备以及各设备中的卡件进行配置。

2、环境技术标准

（1）对系统供电要求

电压：

220±10﹪VAC

频率：

47～63Hz。

（2）对接地的要求

主参考地接地电阻：

<1Ω

安全接地：

<4Ω

主参考接地要求单点接地;各个接地棒之间的距离要求大于3m;使用的地线线径要求>5.3mm（4AWG）。

（3）环境条件

环境温度：

10～28℃（HONEYWELL建议25℃时）。

环境相对湿度：

50﹪±10﹪（HONEYWELL建议40﹪～50﹪在25℃时）。

灰尘：

过滤网孔径<10um,0.3mg/m3以下。

腐蚀气体：

G级一腐蚀程度<0.03um/月

2、日常维护与常见故障处理

（1）日常维护的内容

按点检规定和点检标准进行点检，并及时填写点检表。

①硬件日常维护

a.检查环境条件（温度、湿度等）使其满足系统正常运行的要求。

b.检查供电及接地系统使用权其符合标准。

c.有防小动物危害的措施。

d.保证电缆接头、端子、转接插件不被碰撞，接触良好。

e.观察系统状态画面及指示灯状态，确认系统是否正常。

f.检察系统风扇的运转情况。

g.各种过滤网必须定期更换或清洗。

h.周期做好各设备的清洗工作。

i.系统中的电池要按期更换。

j.定期对运动机件加润滑油。

k.保证备件的正确存放方式及条件，备件应放在防静电的塑料袋中。

l.建立硬件设备档案及维护档案。

m.检查清、气防设施是否完好。

图7-1霍尼韦尔TDC-3000/TPS系统图

②软件的日常维护管理

a.键锁开关的钥匙要有专人保管，密码要注意保密。

b.严格按照操作权限执行操作。

c.系统盘、数据库盘和用户盘必须备份，要有清晰的标记，应放在金属柜中妥善保管。

备份至少保证两套，异地存放。

应用软件如果有大的变更，必须及时备份。

同时要建立系统应用软件备份清单。

d.系统软件及重要用户软件的修改要经主管部门批准后方可进行。

e.用户软件在线修改，必须有安全检查防范措施，有临护人，且要做好记录。

软件变更要入档，并通知操作和维护人员。

（2）日常清洁工作

①操作站清洁：

每月清洁一次操作台、显示器、操作站过滤网、键盘、鼠标等。

②打印机清洁：

每月清洁一次打印机。

③磁盘驱动器清洁：

每月清洁一次磁盘驱动器。

④过滤网清洁：

每月清洁一次过滤网。

⑤室内环境的清洁：

每天清洁一次室内卫生。

（3）系统检查

①硬件检查

a.通讯电缆状态检查，通讯电缆是否损坏，终端电阻是否松动、脱落。

b.卡件指示灯状态检查，LED地址指示是否正常。

检查HPMM卡件显示状态应为OK（**为UCN地址号）；I/OP卡件指示灯是否正常;

c.按下SYSTEMSTATUS键，进入系统状态画面，检查LCN各节点及附属设备应为OK/backup;检查LCN通讯电缆状态显示应为绿色并每分钏切换一次;检查UCN各节点显示应为OK/backup;检查UCN通讯电缆状态是否正常；I/OP卡件状态显示是否为OK/bkp。

②GUS操作站

进入CONSOLESTATUS画面，观察操作站状态显示是否正常，检查各卡件指示灯是否正常。

③磁盘驱动器的检查

操作站正常工作后，在工程师主菜单下，进入CommandProcessor，列磁盘驱动器中的内容，若显示正常，则磁盘驱动器正常。

（4）常见故障与处理

①GUS无法与LCN通讯

a.观察GUS上LCNP4指示灯的颜色，绿色为正常，黄色为故障。

b.检查电缆连接是否松动。

c.检查电缆GUS地址设定是否正确

d.复位RESETLCNP，地址依次显示-13、-16、-A，设定地址。

e.正常LoadGUS软件和NCF文件。

f.GUS工作正常，右下角灯为绿色，可对LCN及UCN设备进行操作。

②HM非冗余模件故障

HM模件是TPS系统中的重要组成构件，如出现不可修复故障，必须对其进行初始化。

A．硬件准备

检查GUS和HM是否处于正常状态，保证可以把它们的属性软件装入节点。

a.检查HM节点和相关的磁盘驱动是否上电。

b.上电并保证HM处于非自启状态。

c.复位其他节点。

B、装载GUS

a.使用系统软件装载一台GUS。

b.修改缺省路径。

c.设置GUS访问级别、时间和日期。

C、装载HM的初始化属性HMI程序

D、HM初始化

a.安装&Z1盘到驱动器

b.选择VOLUMECONFIGURATION.

c.记录HM节点对号

d.选择提供给你的节点对号，检查HMTNIT属性输入框为YES/NO.

e.运行HM的初始化属性，按〔CTRL〕和〔F6〕键。

f.当HMINITIALIZATIONCOMPLETE信息出现后，按〔CTRL〕和〔F5〕退出。

g.选择COMMANDPROCESSOR.

h.确认文件Lnp_NVCF已写到HM中。

i.用霍尼韦尔提供的批处理（.EC）文件，拷贝HM本地卷Local/Volume,以支持HM自启动。

j.系统文件装入（参照Honeywel系统安装手册）。

k.各节点属性文件装入。

l.拷贝CHECKPOINT文件。

m.拷贝区域数据库文件。

n.启动所有节点。

③LCN节点故障导致数据连接失败

a.记录模件板卡LED的状态。

b.记录板卡上三位数字显示的数值。

c.用SMCC观察模件故障信息，打印1份拷贝。

d.卸空模件存储信息。

e.拷贝！

CSY路径下的内容到磁盘。

CPNET>!

CSY>*.*＄Fd>!

CSY>=-D

f.重装节点属性文件。

g.如仍有故障，打印事故的实时记录送往霍尼韦尔技术服务部TAC。

h.若硬件故障消除，运行HVTS软件测试。

i.如故障节点是HG或NIM，其所有故障信息在冗余的节点上显示。

④死机

a.模件复位或停电。

b.查看实时记录或维护记录及LED和故障代码，找出故障原因并进行相应的处理。

c.处理好后，重新装入软件。

⑤系统掉电

按照由小到大的硕序把电源开关置于OFF位置。

⑥高速通道设备故障

若不能自动切换，则手动进行切换到备用，然后更换故障卡件或部件。

⑦区域数据库改变

在某些紧急情况下，需要对其他区域进行控制和数据处理，此时：

a.调出操作台状况画面，选择用于操作其他区域的操作台的节点号。

b.选择“区域改变”。

c.选择“区域数据库”。

d.选择“区域改变”。

e.选择“缺省路径”，或者改变为＄Fn（驱动器系统标识号）。

f.对其他区域进行控制和数据处理。

g.如果需要则按照上面步骤（a）到（e）再切回原区域进行操作[只是在步骤（e）中选择原区域数据库而已。

⑧系统网络故障处理

a.发现系统网络报警，应首先观察收集系统网络诊断信息。

b.根据网络诊断信息，确认故障可能存在的节点位置。

c.对可能的故障节点逐一下电，进一步判断故障点的位置。

d.对发现的故障卡件进行更换。

e.系统网络状态恢复正常后，进一步观察测试。

具体故障分析请参见Honeywell厂方技术资料。

第二节CENTUM-CS（CS3000）系统

一、概述

1、系统简介

（1）CENTUM-CS简介

CENTUM-CS是日本横河电机株式会社生产的集散控制系统（以下简称CS），该系统主要由工程师站（EWS）、信息指令站（ICS）、双重化现场控制站（FCS）、通讯门单元（ACG）、双重化通讯网络V-net等组成。

系统构成图见图7-2。

工程师站EWS负责完成系统组态。

信息指令站ICS负责监视、操作和记录等，是CS系统的人-机接口装置。

现场控制站FCS完成对现场信号的处理，对现场设备实行常规控制和复杂控制，是CS系统实现自动控制的重要部分。

通讯门单元ACG负责网络转换，可与上位计算机通讯，用于上位计算机数据采集或设定FCS的数据。

V-net是操作站与控制站连接的双重化冗余实时通讯网络，它基于IEEE802.4标准，通讯方式为令牌方式，通讯速率为10Mbps，一个V-net总线上最多可连接64个站，其中信息指令站ICS最多有16个站。

图7-2CENTUM-CS系统构成图

CENTUM-CS系统的特点主要有以下几点：

开放性：

采用标准的网络和接口，便于与其他厂家的设备或系统相连，支持FDDI、Ethernet、Fieldbus、RS232C、RS422、RS485等。

采用标准软件UNIX操作系统，支持X-Window、Motif等技术。

控制系统处理采用“成对后备”（4CPU）处理技术和全冗余技术，确保了控制的高可靠性。

系统设计易于扩展及与老系统兼容。

（2）CENTUM-CS3000简介

CENTUM-CS3000控制系统是日本横河电机株式会社推出的操作站基于Windows系统的集散控制系统，主要由HIS操作站、FCS控制站、ACG通讯网关、BCV总线转换器、双重化冗余控制网等组成，是针对中、大型生产过程的综合控制集散系统。

HIS操作站依照安装的横河软件的不同具有不同的功能，如工程师站、历史信息站、操作站等，FCS控制站完成现场信号的数据采集，常规控制、复杂控制的运算，对现场设备的控制等，各站间控制数据、监测信息的数据交换通过V-net信息总线完成，操作站之间的信息交换通过Ethernet完成。

最大系统配置可多达16个域，每个域最多由64个站构成。

操作站是基于Windows操作系统，在具有高可靠性的同时具有高开放性，通过Ethernet相连，可方便的进行现场过程实时数据与企业级监视管理系统通讯，如ERP和MES系统。

CS3000系统同时具有高兼容性，可与横河以往的控制集散系统共同工作，读取数据，达到资源共享，从而形成全厂一体化综合性的控制系统。

CENTUM-CS3000系统的典型结构如图7-3所示。

图7-3CENTUM-CS3000系统构成图

2、环境技术标准

（1）环境条件

●环境温度范围：

10~28℃。

●工作湿度范围：

20％~80％RH（无凝露）。

●温度变化率：

运行时在±10℃/h之内，停机时在±20℃/h之内。

（2）系统供电要求

●支持电压：

220~240VAC±10％；24VDC±10％。

●支持频率：

50/60Hz±3Hz。

（3）接地要求：

系统接地时电阻≦100Ω（系统完全浮空时）；绝缘电阻500VDC时为20MΩ。

2、日常维护与常见故障处理

（1）日常维护

按点检规定和点检标准进行点检，并及时填写点检表。

①硬件日常维护

a.检查环境条件（温度、湿度等）使其满足系统正常运行的要求。

b.检查供电及接地系统使用权其符合标准。

c.有防小动物危害的措施。

d.保证电缆接头、端子、转接插件不被碰撞，接触良好。

e.观察系统状态画面及指示灯状态，确认系统是否正常。

f.检察系统风扇的运转情况。

g.各种过滤网必须定期更换或清洗。

h.周期做好各设备的清洗工作。

i.系统中的电池要按期更换。

j.定期对运动机件加润滑油。

k.保证备件的正确存放方式及条件，备件应放在防静电的塑料袋中。

l.建立硬件设备档案及维护档案。

m.检查清、气防设施是否完好。

②软件的日常维护管理

a.键锁开关的钥匙要有专人保管，密码要注意保密。

b.严格按照操作权限执行操作。

c.系统盘、数据库盘和用户盘必须备份，要有清晰的标记，应放在金属柜中妥善保管。

备份至少保证两套，异地存放。

应用软件如果有大的变更，必须及时备份。

同时要建立系统应用软件备份清单。

d.系统软件及重要用户软件的修改要经主管部门批准后方可进行。

e.用户软件在线修改，必须有安全检查防范措施，有临护人，且要做好记录。

软件变更要入档，并通知操作和维护人员。

（2）日常清洁工作

①每月清洁一次操作台、显示器、键盘、打印机、操作站和控制站的风扇及过滤网等。

②保持EWS、磁带机或光盘驱动器的卫生，不要将异物放入磁带机或光盘驱动器中，定期使用清洗磁带清洁磁带机，或使用清洗盘清洁光盘驱动器。

③保持机房内的环境卫生。

（3）系统检查

①操作站的日常检查

A、ICS的日常检查

ICS硬件的检查可通过本地站状态显示画面的硬件显示状态来维护，同时也可以通过硬件指示灯的状态来辅助判断，本地站状态显示画面可以显示本站的下列情况：

ICS站配置情况；

ICS站状态；

相连接的站的状态；

通讯总线状态；

通讯端口连接状态；

在上述ICS显示信息项中，我们可以查看有关的硬件项，有关叙述如下。

a.温度状态

温度状态显示在屏幕左边中部的文字信息栏中。

TEMP

HDD：

HDD周围温度

CPU：

CPU周围温度

AIRIN：

吸入空气温度

AIROUT：

排出空气温度

BATTERY：

电池温度

b.风扇状态

风扇状态显示在屏幕左边中下部的文字信息栏中。

FAN

NEST（L，R）：

卡槽风扇（1，2）

DOOR（L，C，R）：

门风扇（1，2，3）

c.电池状态

电池状态显示在屏幕左边最下部的文字信息栏中。

BATTERY

XLOW当电池容量低时，将显示红色的“XLOW”

当电池处于正常状态时，将显示“NR”

d.镜像硬盘状态显示

在SCN图中，HDD显示区将用颜色和标记指示镜像硬盘的状态：

绿色：

正常（上）

红色X标记：

不正常（下）

黄色“”标记：

备用（准备好）

e.通讯口状态

在卡槽配置图下方，显示下述连接状态：

RS-232C4channels：

Printer，ERUC

CENTROLchannel：

Hardcopy

即有关打印机和硬拷贝机的状态。

f.V-net总线状态

在卡槽配置图上方，将显示V-net总线状态。

当总线状态正常时，显示为绿颜色，不正常时，将显示为红色的“X”。

通常ICS日常维护可在线实施，即不必关掉ICS就可更换组件或维护。

表7-1列出了可以在线维护的部件，其他部件需要离线维护和实施。

对需要定期更换的部件，参照横河公司的标准，进行定期更换。

表7-1允许在线维护的部件

类型号或部件号

解释

S968UK

V-net支路插头（双冗余V-net情况下）

AIP501

V-net双冗余单元（双冗余V-net情况下）

AIP423AIP424

硬盘单元（对具有镜像硬盘配置的情况下）

AIP601

风扇单元

S9581UK

电源后备电池

S9518VK

电源支路保险丝（5A）

S9528VK

风扇保险丝（1.6A）

A1418EF

风扇保险丝

S9725VM

继电器（端子板单元）

S9726VM

继电器（分配板单元）

AIP801

工程师键盘（选件）

AIP811

鼠标（选件）

YLM511

磁带机（当在线端口使用时）（选件）

B、HIS的日常检查

CENTUMCS3000系统具有良好的系统诊断功能，用于诊断检查系统卡件的性能及运行情况。

对于系统可能出现的故障能够及时查出，并在系统报警窗口中给出相应的信息提示，作为历史信息存储到硬盘上，提供相应的信息代码。

各种信息代码（4位数字）的格式如表7-2所示。

表7-2信息类型代码表

信息类型

报警类型

信息代码

控制站报警

系统报警

00xx

其他系统报警

系统报警

01xx

HIS操作站报警

系统报警

02xx

其他系统报警

系统报警

03xx

系统状态信息

系统报警

04xx

系统操作命令

系统报警

05xx

系统操作记录

系统报警

06xx

控制站报警

系统报警

07xx

其他

系统报警

08xx

过程报警

过程报警

11xx

声明信息

过程报警

12xx

打印信息

过程报警

13xx

状态改变报告

过程报警

14xx

过程操作记录

过程报警

16xx

操作指导信息

过程报警

17xx

信息查询

过程报警

18xx

应用启动信息

过程报警

19xx

现场总线信息

过程报警

3xxx

②FCS的日常检查

双重化现场控制站FCS的日常维护可通过巡检FCS各卡件的状态指示灯及在ICS上调用有关画面进行日常检查。

FCS中每一卡件（单元）都有指示灯表示他的操作状态。

当FCS上电时，绿色灯亮表示卡件运行正常（通讯状态时灯将闪烁）。

表7-3列出了每个灯的状态指示。

表7-3FCS各指示灯状态指示

卡件或名称

灯

ON（亮）

OFF（不亮）

说明

电源单元

RDY

正常

不正常

指示单元状态

处理器板

HRDY

正常

不正常

指示卡件硬件状态

RDY

正常

不正常

指示卡状态

CTRL

处于控制状态

不正常

在双冗余FCU中，只有一个卡的灯亮

COPY

程序拷贝状态

处于备用状态

只有程序拷贝正在处理时此灯才亮，正常状态时不亮

RIO

总线接口板

RDY

正常

不正常

指示卡件硬件状态

CTRL

正常

不正常

指示卡状态

COPY

处于通讯状态

备用状态

在双冗余FCU中，只有一个卡的灯亮

V-net

双单元

RCV

处于接收状态

处于非接收状态

在正常通讯状态此灯亮

SND

正常（闪烁亮）

不正常

SND-L

处于通讯状态

备用状态

任一灯亮表示通讯状态正常

SND-R

处于通讯状态

备用状态

RIO

总线冗余单元

RCV

处于接收状态

处于非接收状态

在正常通讯状态此灯亮

SND

正常（闪烁亮）

不正常

在正常通讯状态此灯亮

SND-L

处于通讯状态

备用状态

任一灯亮表示通讯状态正常

SND-R

处于通讯状态

备用状态

外部接口

单元

N1

不正常

正常

当风扇发生转动报警时红灯亮

N2

不正常

正常

当风扇发生转动报警时红灯亮

D1

不正常

正常

当风扇发生转动报警时红灯亮

D2

不正常

正常

当风扇发生转动报警时红灯亮

D3

不正常

正常

当风扇发生转动报警时红灯亮

D4

不正常

正常

当风扇发生转动报警时红灯亮

CENTUMCS（CS3000）系统正常运行时，操作站始终监视着FCS的状态，因此，当FCS产生故障，或FCS从故障状态恢复到正常状态时，操作站就会发出报警声音或在操作站画面上显示信息，以提示操作人员。

FCS状态显示画面中包括所有卡件和部件的运行状态指示、V-net使用状态指示、FCS内部风扇和温度情况、系统运行资源使用情况、卡件冗余状态。

③ACG的日常检查

ACG是系统的通讯中枢，有些数据采集系统通过ACG端口采集数据，这种情况下不能关停AGC设备，日常维护可检查ACG上各LED指示灯的显示状态，对照系统资料中的对照表，判断各端口的运行状况是否正常。

定期查看备用电池的标签，有效时间是否到期，如果到期，可带电或关停ACG后进行更换。

④EWS的日常检查

每周检查EWS工作状态，保证EWS正常使用。

⑤软件的日常维护

a.键锁开关的钥匙要有专人保管，密码要注意保密。

b.严格按照操作权限执行操作。

c.系统盘、数据库盘和用户盘必须备份，要有清晰的标记，应放在金属柜中妥善保管。

备份至少保证两套，异地存放。

应用软件如果有大的变更，必须及时备份。

同时要建立系统应用软件备份清单。

d.系统软件及重要用户软件的修改要经主管部门批准后方可进行。

e.用户软件在线修改，必须有安全检查防范措施，有临护人，且要做好记录。

软件变更要入档，并通知操作和维护人员。

（4）常见故障处理

①故障处理的一般程序

CS（CS3000）系统具有自诊断功能，系统每秒对系统软件、硬件及其卡件、通道等进行检查，一旦出现故障，操作站发出系统报警信息，报告故障发生时间、故障点的物理位置、故障原因、类别等，并在CRT上显示这些信息，发出音响，打印信息及存入硬盘。

但系统出现故障时，可按操作员键盘上[SYSTEM]键，再用触屏或鼠标调用相关站，即可调出对应操作站或控制站的系统维护画面。

它可以显示出系统各个站的状态，可以显示出各个站的所有I/O卡件。

当任何一个站或I/O卡件发生故障时，则在系统维护画面上以色变闪烁的形式表现出来，同时有报警声音输出。

工作人员可根据上述信息判断故障原因，制定处理对策。

对可在线更换的部件，可以在线更换，需要离线更换的部件，必须离线停电后再更换。

②防静电处理

在处理任何含半导体集成电路的卡件时，都要注意防静电，以防静电造成的故障出现。

A、单独存放或要携带卡件时，应将卡件放在防静电袋中。

B、当把卡件安装到相应的位置或从相应的位置拆卸取出时，应使用一个含1MΩ接地电阻的防静电护腕，护腕的接地线接地。

C、在工作中处理卡件时，要在带有1MΩ接地电阻的工作台上进行，工作人员必须带防静电护腕。

塑料等易带电物质远离工作面。

D、在没有使用护腕和防静电工作台时，不要触摸卡件上的部件，如印刷电路板、接头和针等。

③FCS故障处理

A、CPU卡的故障处理

首先判断CPU卡的状态：

CPU卡上的HRDY灯亮，表示CPU自检正常，RDY灯亮表示CPU硬件和软件均正常，不亮表示CPU卡硬件或软件异常，CTRL灯亮表示CPU卡处于控制状态，灯灭表示处于备用状态，COPY灯亮表示备用侧CPU卡正从控制侧CPU卡中拷贝数据库，灯灭表示拷贝结束或是非双重化的FCU。

更换CPU卡之前，先保存FCS的内容。

a.单FCU中卡件和部件的故障处理：

单FCU时，无法在线更换FCU中的卡件和部件，在更换前首先保存内存中的内容，再关掉电源。

更换电源单元时，从电源分配板上拨下要拆卸电源单元的电缆联接头。

松开螺丝，卸下电源单元，把BATTERYON/OFF开关拔至OFF位置，装上新电源单元，将电源单元的电缆联接头插入电源分配板的连接插槽中，将电源BATTERYON/OFF开关拨至ON位置，送电启动。

更换CPU卡或RIO总线接口板时，首先要检查和设定要安装卡件的区域号和站号，如果与其他站的卡件相同，可能会导致故障产生。

b.双FCU中卡件和部件的故障处理：

双FCU中的任一卡件都可在线更换，为了安全最好保存一下调节参数和内存中的内容。

机柜式双重化现场控制站AFM20D的CPU为成对后备，其内存为ECC存储器，带有后备电池，可保证DCS全部失电后，数据保存至少72小时不丢失。

后备电池的充电时间为48小时。

首先判断要拆卸的卡件或组件所在侧的控制状态，当处于控制侧时，按动处理器板上的START/STOP开关，使它进入备用状态（