TCS运行维护手册.doc
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TCS3000运行维护手册
TCS3000分散控制系统
运行维护手册
华电南自天元控制系统科技有限公司
2006年11月
Version3.1
目录
1、 系统概述 3
1.1 TCS3000系统结构 3
1.2 TCS-3000系统运行条件 3
2、 运行监视 4
2.1 DCS运行监视 4
2.2 电源 4
2.3 DPU机柜、电源、I/O卡状态、DPU状态、接地线 4
3、 维护 7
3.1 DPU 7
3.2 MMI 8
3.3 网络通讯线 9
3.4 I/O模件 9
3.5 软件 9
4、 维修更换 10
4.1 DPU更换 10
4.2 I/O卡更换 10
4.3 MMI站的调换 11
4.4 直流电源更换 11
4.5 继电器更换 11
4.6 中小修期更换 11
4.7 易损件更换一览表 12
5、 工程师站管理规定 12
6、 TCS3000控制组态修改和下载注意事项 13
6.1 在线修改和下装 13
6.2 离线下装 14
1、系统概述
1.1 TCS3000系统结构
TCS3000系统由工业以太网、连接在网上的人机接口站MMI与分散处理单元DPU三大部分组成。
DPU面向被控对象，进行快速数据输入输出处理和闭环控制计算，完成报警检测、接收操作指令和组态修改指令。
与第三方设备的通讯采用RTU实现，TCS3000系统的RTU可以理解为通讯功能增强而控制功能弱化的DPU。
MMI包括操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU，面向操作员以流程图、棒状图、曲线、表格、按钮、对话框等方式提供数据，解释操作指令并送到DPU。
1.2 TCS-3000系统运行条件
l工作环境应符合以下技术指标：
温度：
～25℃
湿度：
10%～95%任何情况下不许结露
温度变化率：
≤5℃/Hr
振动：
振幅<0.5mm
含尘量：
≤0.3mg/m3
大气压：
86Kpa～106Kpa
照明：
距地面0.8m处照度不低于200LX
l系统的供电电源品质应符合以下技术条件：
交流供电：
220VAC±5%，50Hz
直流输出：
现场电源模块24V最大负载时压降≤1%
纹波系数：
≤1%
l系统的接地应符合以下技术条件和有关规定：
屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地
接地极以强电放电接地点之间应10m以上距离，接地电阻≤2.5Ω
具体接地方法参见TCS-3000安装指导手册。
l运行条件
DPU控制柜：
工作温度
不冷凝的工作湿度
DPU控制柜
20℃～25℃
0%～95%
I/O模件
20℃～25℃
0%～95%
MMI：
工业PC机
0℃～+25℃
40%～80%
LCD/CRT
0℃～+25℃
10%～95%
打印机
0℃～+25℃
20%～80%
2、运行监视
总则：
对DCS系统的运行状态定义三种级别：
一、正常：
DCS各部件处于正常工作状态，冗余配置的部件处于冗余工作方式下，对机组所有设备的监控正常；
二、告警：
部分冗余配置的部件失去备用，但对机组所有设备的监控仍然正常；
三、危急：
部分部件失效，对机组部分设备失去监控。
发生故障时，首先要冷静判别、评估故障的级别，然后及时采取正确的措施处理故障。
2.1DCS运行监视
2.1.1硬件自检
①冗余实时数据网上各节点的运行状态监测，特别要注意：
l检查主、副服务器的工作状态，若发现有任一台服务器退出运行，应立即重新启动；[在操作画面的右下角蓝色矩形区域“TCS3000”文字的边框上设计了黄色闪光报警，当“TCS3000”文字的边框黄色闪烁时，说明主服务器已退出运行，需紧急处理，尽快恢复；如此时画面数据刷新正常，说明副服务器已成功接管。
]
[如果MMI站点以服务器方式运行（服务可以是I/O服务、报警服务或趋势服务），在操作画面的右下角蓝色矩形区域“TCS3000”文字之下，会出现一行红色文字，显示服务的名称以及提供服务的个数，巡视节点状态时对此信息要特别关注。
每台机组共8台MMI站点，正常运行时设置及相关数据如下表：
站点类型
站点数
位置
服务类型
服务名称
（n:
机组号）
服务个数
（#1/#3机组）
服务个数
（#2/#4机组）
主服务器
1
工程师室
I/O、报警服务
UnIOServer1
14~21
7~14
副服务器
1
值长台
I/O、报警服务
UnIOServer2
14~21
7~14
历史服务器
1
操作台
趋势服务
UnIOServer1
7
7
操作员站
4
操作台
-
-
工程师站
1
工程师室
I/O、报警服务（单机服务器）
UnIOServer1/UnIOServer2
2
2
注：
#1/#3的主、副服务器分别给#2/#4机组提供公用数据，服务个数值的上限多7个。
一般的运行顺序是主服务器先运行，副主服务器后运行，主服务器带的服务个数应多于副服务器，如果相反，则要特别关注，加强服务器的巡视。
此外，主、副服务器各自带的服务个数不应为零。
如某服务器带的服务个数为零，而该站的数据显示仍正常（注意这种情况容易使人迷惑，以为该站仍正常工作而不予重视），这时该服务器与下位控制网络的连接路径实际已中断，数据是通过上位监控网络从另一服务器获得，服务器的I/O服务实际已失去冗余，是非常紧急的情况。
此时应检查问题服务器的通讯连接，包括网线、网卡和交换机，确认故障所在，及时予以消除。
]
l检查冗余控制器的工作状态
控制器分3种状态：
主控、备用和离线，在“系统概貌”画面有显示。
冗余控制器的正常运行状态是：
左侧主控，右侧备用。
如果任一控制器离线，系统发出紧急报警；如果冗余控制器切至右侧主控运行，左侧备用，发出一般报警。
[有一种情况：
当某侧控制器报“离线”而另一侧仍显示为“备用”时，说明处于主控的控制器自身工作正常（这一点需从控制器、通讯卡和I/O卡的状态灯进一步确定），但其与控制网络的连接中断。
此时，在MMI站上观察该控制站的数据是否还刷新，如果数据正常刷新，则对该站设备的监视、操作仍正常、有效，说明此时上位MMI站的数据是从副控制器获得，冗余机制生效，故障属于“告警”级别；如果数据不刷新，设备失去监控，说明控制器之间的冗余也有故障，属于“危急”工况，此时，应首先考虑恢复主控制器与控制网络的通讯，如一时不能恢复，可临时将副控制器的通讯线换过来，先恢复通讯，争取时间做后续处理。
]
②I/O工作状态监测
通过模件的标志位可以监测各模件的运行状态，可将这个标志做入报警在报警区域内显示。
卡件故障报警如短时（1~2秒内）能自行消失，且不是频繁出现，属于瞬时的可恢复的通讯故障；如果卡件故障且不能自行恢复，属“危急”工况，需及时按卡件故障处理办法处理。
2.1.2补偿点温度
有热电偶信号的机柜，温度补偿测点采用PT100元件，安装在DPU机柜内，在“机柜监视”画面有该点的显示温度值。
温度补偿测点均2点双重配置，单点故障或2点之间温度值偏差过大（5℃）有报警。
2.1.3画面监视
①报警信息：
鼠标左键单击报警历史窗口，最新的报警显示在最上端；
②机组状态重要报警做入光字报警牌以黄色闪烁。
2.2电源
2.2.1交流电源
①检查电源柜二路电源，一路UPS电源，一路保安电源，220VAC±10%
②检查各DPU机柜电源配电箱及电源指示灯
2.2.2DPU机柜直流电源
①检查24V电源模块的24V指示灯
②检查冗余24V电源模块的输出电压在规定范围。
③检查24V电源模块输出的单级开关有无跳闸。
2.3DPU机柜、控制器电源、I/O卡状态、DPU状态、接地线
2.3.1DPU机柜
前后门是否关闭上锁，前后门平整，关闭后无明显缝隙
2.3.2控制器直流电源模件
控制器直流电源模件指示灯亮
2.3.3DPU状态
①DPU状态指示灯：
电源（PWR）：
灯亮代表电源正常，否则为故障状态。
通讯（COM）：
与上位通讯显示，频繁闪烁表示该控制器与上位或其它控制器通讯。
运行（RUN）：
灯亮且稳定代表DPU的微处理器已进入控制程序的运行状态,慢速闪烁表示该控制器里没有灌入程序
故障（ERR）：
灯灭代表DPU正常，否则为故障状态。
主控（ACT）：
灯闪烁或长亮代表该DPU处于主控状态。
冗余（RDN）：
频繁而且均匀闪烁表示冗余正常。
冗余灯闪，主控灯不亮表示该控制器在热备状态。
注意：
在平时巡检的时候应着重关注冗余控制器的冗余的状况，一旦冗余失去，控制器将无法正常切换。
DPU正常运行时的状态：
主DPU 电源灯亮通讯灯闪烁运行灯亮故障灯灭主控灯亮冗余灯快闪
副DPU 电源灯亮通讯灯偶闪运行灯亮故障灯灭主控灯灭冗余灯快闪
②I/O通讯处理器指示灯：
电源：
灯亮代表电源正常，否则为故障状态。
运行：
灯亮代表该通讯卡在运行状态。
冗余：
长亮表示该通讯卡在备用状态。
通讯：
COM1/COM2,正常情况应为一个灯闪烁，当另外一个灯也开始闪烁的时候则说明有部分模件工作在另外一个通讯口。
故障：
灯灭代表该通讯卡正常，否则为故障状态。
2.3.4I/O模件状态
①AO模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
六个通道灯：
绿色：
表示对应通道有电流输出，并且通道状态正常，无断线故障。
橙色：
表示对应通道有电流输出，但是通道状态不正常，有断线故障。
红色：
表示对应通道无电流输出。
②PC302模件：
CAN转CAN通信模件
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
RUN1：
本地通信管理CPU工作状态指示灯，正常情况下为常亮。
RUN2：
远程通信管理CPU工作状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
本地通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
本地通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM3：
远程通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM4：
远程通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
③AI模件：
4~20mA
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常，信号输入正常。
红色：
输入对应通道的信号发生断线或者超限故障。
④RTD模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常，信号输入正常。
红色：
输入对应通道的信号发生断线或者超限故障。
⑤TC模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常，信号输入正常。
红色：
输入对应通道的信号发生断线或者超限故障。
⑥DI/SOE模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
双数通道有信号。
红色：
单数通道有信号。
橙色：
单、双数通道都有信号。
⑦DO模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
双数通道有信号。
红色：
单数通道有信号。
橙色：
单、双数通道都有信号。
⑧AU交流电压模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常。
不亮：
上电无输入信号时不亮，对应通道的处理电路故障。
或灯坏。
⑨AA交流电流模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常。
不亮：
上电无输入信号时不亮，对应通道的处理电路故障。
或灯坏。
⑩AP多功能模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
八个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常，信号输入正常。
不亮：
对应通道输入信号小于1.5%。
或灯坏。
⑪SYN同期模件：
POWER：
电源状态指示灯，正常情况下为常亮。
COM1：
通信口1通信指示灯，通信一次闪烁一次。
COM2：
通信口2通信指示灯，通信一次闪烁一次。
两个通道灯：
绿色：
通道工作状态正常，信号输入正常。
不亮：
对应通道输入信号小于1.5%。
或灯坏。
2.3.5接地线
检查各机柜、操作台上的屏蔽地、保护地和信号地的接地线固定是否牢固。
2.3.6RTU状态
RTU有两种型号，一种是MOX-RTU，一种是HAC-RTU,详见设备说明书。
3、维护
3.1DPU
DPU是TCS3000分散控制系统最基本的、具有独立测控功能的重要部件。
其组成部分包括机柜、电源、DPU机箱、I/O单元及端子模块等部件组成。
适当的运行维护是确保DCS系统正常运行的关键环节。
3.1.1DPU机柜
在进行任何维护工作之前，尤其是在线维护，请务必仔细阅读本手册并查阅相关的图纸。
（1）电源检查：
使用万用表检查各电源点的电压，必须确保其实测值在规定的范围内。
对于偏离标准值的电源应予以更换。
注意：
电源检查时应防止表棒的不当接触，导致短路。
（2）机柜风扇
注意：
为了确保DPU正常工作并避免恶劣的运行环境影响控制系统的寿命和可靠性，必须确保DPU系统的散热通风系统正常工作。
a）检查各通风口状况，清除因包装、防护而覆盖的包装物，并保持通风口30cm外无障碍物。
b）观察风扇箱工作情况，风扇运转正常，无异声。
c）检查机柜门上进风口滤网，观察是否有积灰和堵塞现象。
3.1.2DPU
DPU是一个标准的箱体结构件，一对DPU构成一组占据一层4U高度的机柜间隔。
（1）检查所有预制电缆联接器的锁紧螺钉或锁紧卡扣，确保连接可靠。
（2）通讯电缆检查：
应使通讯电缆自然地在横向走线槽中敷设，连接器处不存在因曲率半径太小引起的应力集中。
当DPU工作出现异常时，应按下列步骤进行维护：
（1）设计异常DPU退出运行时的控制系统安全预案；
（2）操作电源箱电源开关，关闭DPU；
（3）保持20S以上后重新开启DPU，有时会使DPU重新正常投入运行；
（4）如DPU仍不能正常工作时，则应更换DPU，更换步骤参见4.1节；
注意：
在机组正常运行时，当对故障控制器断电，务必保持其冗余控制器的工作正常，如不能保证，切勿进行以上操作。
3.2MMI
在TCS3000系统中，所有的人机界面包括工程师站、服务器、历史数据站、操作员站等都是具有人机交互功能的计算机系统。
一般由主计算机（工控机）、显示器（CRT/LCD）、打印机、操作键盘、鼠标等设备组成，各个MMI单元可通过运行不同的程序而实现全部或部分功能的互为备用。
3.2.1工业PC机风扇及滤网维护
应定期检查工业PC机的风扇运转情况和风口滤网的清洁度，及时更换或清洗污染严重的滤网，风扇停转或堵转的必须立即更换。
更换应请有经验的计算机维修人员实施。
注意：
清洗后的滤网必须等干燥后才可重新使用。
3.2.2工业PC机电源
电源是主要的发热部件，又是MMI单元的关键部件，一旦电源发生故障必须送专业维修人员修理。
对于电源后部的散热风扇应定期检查其工作情况，积灰严重时需进行清洁。
清洁工作必须在MMI退出运行，电源关闭并拔去交流电源进线的情况下使用软毛刷和吸尘器进行清洁。
在大小修期间应及时对PC机箱内部进行清洁，可用吸尘器或皮老虎对机箱内部吹灰，保持机箱清洁，PC机正常工作。
若对MMI主机机箱内部进行清洁，还应采取适当的防静电措施，如将机箱保持接地状态。
3.2.3打印机
打印机属于易损件和消耗件。
针打其打印头属易损件，喷墨打印机和激光打印机的墨盒或硒鼓则属于易耗品。
为延长其使用寿命，保证打印质量，应确保打印机的放置环境防尘、防潮，并经常检查走纸机构和打印纸使用与放置符合要求。
3.2.4CRT/LCD
CRT属于高电压、强电磁场设备，同时显像管又极易受外部磁场的磁化而影响显示质量，安装、使用时应避免与其它强电磁场辐射及强电磁场敏感设备直接紧密布置。
运行中应定期检查屏蔽措施和定期消磁，具体操作参见显示器使用手册。
注意：
非专业人员不得擅自拆开CRT外罩壳，以免电击危险。
如是LCD应重点注意防磁。
3.3网络通讯线
网络通讯线是TCS3000系统的关键部件，具有很高的阻抗匹配要求，因此在敷设和使用过程中必须采取切实有效的防护措施，避免网络电缆的不当使用。
（1）网络电缆线：
应在自然状态下置于走线槽中敷设。
（2）跨机柜站组的连接网络电缆应使用金属软管护套，金属软管的接地端应确保可靠。
3.4I/O模件
I/O模件是TCS3000系统的过程单元，直接与现场信号连接，因此较易受现场各种有害的电气冲击的损害。
（1）测试/调整：
使用标准信号源调校模件的通道精度。
（2）淘汰因老化或受冲击而引起的品质降低之部件。
注意：
模件的设计寿命可达10年，但由于上述因素以及运行工况的变化，有可能使某些模件在寿命周期内出现部件性能降低的情况，因此通过定期测试淘汰这部分部件是必要的。
（3）记录并保持各种模件的软、硬件版本号，尤其是更新模件时更应注意版本号的记录和核实。
（4）记录卡件设定的地址和通讯波特率，卡件更换时必须确保地址和通讯波特率正确。
3.5软件
TCS3000系统是运行在Windows平台上的一套应用系统，整个软件系统包括操作系统Windows，监控软件CitectSCADA和控制器组态软件MoxGRAF 及具体的应用系统（组态文件）组成。
3.5.1软件重装
由于不当的文件操作或意外冲击，均可能导致部分或全部文件系统的破坏，为了恢复系统的运行就必须对软件系统进行重装。
有时一些无法解释的异常现象也可以通过系统重装来恢复正常运行。
3.5.2MMI磁盘碎片整理
系统运行一段时间（主要取决于文件的存取频度和资源利用情况）应使用操作系统工具进行磁盘整理，以提高机器的运行效率。
注意：
在线磁盘整理时，应将该MMI的功能在另外的MMI站上进行备份（冗余）。
4、维修更换
4.1DPU更换
4.1.1确定DPU已断电（此时DPU各模件面板上所有指示灯灭）；
4.1.2将网络线、SOE对时线、单模冗余光纤等与DPU相连的一端取下；
4.1.3拧松DPU后面板上的固定螺丝；
4.1.4将DPU从机箱中轻轻取出；
4.1.5将新的DPU插入机箱；
4.1.6拧紧DPU后面板上的固定螺丝；
4.1.7将网络线、SOE对时线依次与DPU相连（在不确定DPUIP地址的情况下，可采用笔记本通过网络线单独与该控制器相连）；
4.1.8将DPU上的电源送上；
4.1.9经过一段时间后，通过IDE查看该DPU的信息，必须满足以下两点：
（1）软件版本一致；
（2）DPU地址必须一致；
4.1.10对该控制器进行组态下载（必须与对应的冗余的控制器的程序一致）。
4.1.11断电将冗余光纤恢复。
4.1.12送电，当控制器处于备用状态后，更换工作结束。
4.2I/O卡更换
4.2.1确定损坏的I/O卡卡位（地址），类型。
在更换I/O模件前首先确定损坏模件的位置、模件的类型。
4.2.2准备好更换用模件。
按类型取用完好的备件，在I/O维护机箱设定卡件工程地址和通讯波特率，确保与要更换的卡件的一致，取下卡件，在卡件外壳标签上对应栏记录下刚才设定的地址和波特率。
4.2.3拔出已损坏模件。
确定要更换的模件后，将该模件的下扳手向下扳动，然后取出模件。
在拿取模件的过程中要做好防静电措施，如带上防静电手环等。
4.2.4当更换的模件涉及到保护或者是输出模件（AO、DO），应做好相关预案。
4.2.5插入调换用模件
将更换用的模件插入导轨箱中的正确位置，将模件的扳手向相反方向扳动，插入模件。
注意：
插入过程中要用力均匀，避免用力过度对模件和面板造成伤害。
4.2.6将插入模件调准并判别该模件是否工作正常
将模件插入后，运行TCS-3000中的自检程序，观察模件是否工作正常，模拟量值是否符合精度要求，如有偏差须将其调准，如一切无误才能结束模件更换。
4.2.7处理调换下的模件
在调换下的模件外壳上贴标签记录下卡件故障现象、故障时间等以便于之后卡件的维修，然后将模件妥善放置，报修。
4.3MMI站的调换
4.3.1在确需调换MMI站时，首先应尽可能按TCS-3000应用程序及WINDOWS操作平台的正常步骤退出程序。
4.3.2切断电源，退下连接网卡网线。
4.3.3换上新的MMI站，连接网线。
4.3.4开启电源，运行WINDOWS及TCS-3000应用程序，检查程序及网络的工作是否正常，若有问题，请重复1—4步骤。
4.4DPU柜直流电源更换
确认电源已坏须更换。
更换应按以下步骤：
（1）把该电源面板上的开关和机柜背面的24V+输出的单级开关切至OFF状态；
（2）到电源柜，按标记找到该电源的220AC交流进线的开关，此步一定要确认以免拉错开关，断开该电源的220AC交流进线。
（3）至DPU柜，用万用表测电源的交流进线端子，确认已断电，之后松开电源背面接线端子上的所有接线，松线前应注意查看线缆的线号标示正确；
（4）抓住电源面板的扳手往外拉，使该电源脱离电源箱槽口，拿下电源；
（5）然后拿合格电源，检查电源面板上开关至OFF状态，把这电源插在刚取下电源的这个插槽内，二手同时把电源二个扳手往里合上。
（6）恢复电源背面接线端子上的所有接线；
（7）开关至ON状态，面板上电源灯亮，用万用表测该电源的输出电压，检测输出电压正确，检查操作站的电源报警应已消失；
（8）合上机柜背面的24V+输出的单级开关，则电源更换结束。
4.5继电器更换
确认某个继电器已坏。
检查对应DO点的状态，在确认对现场没影响的情况下，拔下该继电器。
把合格继电器插在继电器基座上，注意方向，确准插好、插牢后，上电检测，一切正常，则更换结束。
4.6中小修期更换
设备中小修期，应对设备各部分进行清洁处理。
l取下各计算机（工控机）的防尘滤网除去灰尘；打开计算机外壳，清除内部灰尘；把内存和PCI插槽用工业酒精轻轻插净；紧固各接插件。
l除去机柜防尘网罩的积灰：
用中指轻轻地从防尘网罩中间提起，取出网罩，用漆刷刷尽网罩上积灰（正反两面均需刷），或用吸尘器吸尽网罩上的灰尘。
l柜内清洁：
用漆刷或吸尘器清洁I/O导轨箱、DPU导轨箱内积灰。
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