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，對其控制系統(tǒng)和聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）開車前的調試常見故障進行分析。對故障出現的可能性大小和各回路故障的特點及產生原因分別闡述。目的在于總結經驗，吸取教訓。為以后儀表調試提高質量和效率提供參考。
關鍵詞：儀表調試；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)結構簡介：
為便于分析問題，以控制系統(tǒng)信號和數據流向為順序進行一般性敘述。（見圖一）
現場將工藝參數（壓力、流量、溫度、液位、成分等）通過測量儀表轉換為電信號送入DCS卡件，卡件做相應處理后送入控制器，控制器按控制方案（組態(tài)要求）分別送給操作站或現場控制閥等設備。操作人員按控制意圖將將參數通過控制站送入控制器，控制器發(fā)出控制信號給現場控制設備，控制設備改變被控對象參數以達到控制目的。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，不同設計，所經環(huán)節(jié)差異很大，在判斷和處理故障時必須熟知。
圖一
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、軸振動和轉速）等。(各環(huán)節(jié)見圖二)
圖二
2 DI點－－-數字量（開關量）輸入點：多為現場各種壓力、流量、液位、溫度開關，或電氣來的繼電器接點，或控制閥的限位開關及按鈕信號。(各環(huán)節(jié)見圖三)
圖三
3 AO點－－-模擬信號輸出點：多為去現場控制閥、調速器的電信號。(各環(huán)節(jié)見圖四)
圖四
4 DO點－－-數字量（開關量）輸出點：多為去現場電磁閥、電氣繼電器接點和報警的控制信號(各環(huán)節(jié)見圖五)
圖五
三 故障的分析和處理
1 模擬輸入量的常見故障：
由于現場測量儀表發(fā)展日新月異，測量對象較為繁雜，點數相對較多。此類故障調試過程中發(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構成輸入回路的各環(huán)節(jié)儀表參數/置位開關不正確。8 DCS 控制點組態(tài)有誤。9 公共線室內外不對應。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象進行詳細分析論述：
1.1現場變送器無法加信號
圖六
此種故障多為現場或機房內，用275、375手持終端加信號進行回路檢查時無法連接。現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），本著由室內至室外，由簡到繁的原則。在實際調試中并非完全按上述處理流程，常常是 根據系統(tǒng)特點、個人經驗、施工情況做一些技巧性處理。此種故障點易出現在端子柜、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置的故障點也是時?？梢?。
此種故障如果從室內－－－－室外和室外－－－－室內相向處理（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}。產生原因多為設計、組織施工協(xié)調不當，造成熱電阻公共端彼此不對應，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、熱電阻類型參數選擇有誤，溫度變送器接線、設置不正確，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非常重要（混點很難發(fā)現），需逐點校驗常用方法為：開路法和短路法。
1.3現場信號已正常發(fā)出，操作站無指示
此種故障出現的較為零散，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現場信號與操作站指示不對應
此種故障多為儀表設置和DCS組態(tài)問題等軟故障。具體表現在：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)現易處理。出現的頻次一般。
2 數字輸入量常見故障：
此類信號多為現場閥位開關、泵狀態(tài)、液位開關、流量開關、壓力開關、溫度開關、各種按鈕等。各裝置不同，數量差異較大，這些點多為重要的聯(lián)鎖點和報警點，對系統(tǒng)的安全性起著至關重要作用。但出現的故障并不是十分復雜，出現的幾率也不是太多，大約為故障點10%。出現的原因已遇到的有：錯纜、錯線、常開與常閉選擇錯誤、設計圖有誤、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。其中設計圖有誤和電源有誤常常會伴隨大量DI點不正常，是調試中應注意的要點。下面就幾種常見故障現象，做簡要分析。
2.1現場發(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。是局部和偶然的現象。細心和注意是可避免的。
2.3現場發(fā)訊部件未動作，操作站顯示已動作。
此種故障現象多為常開/常閉選用錯誤或組態(tài)“非”的運算選用錯誤。在排除錯線、錯纜后應主要考慮上述兩個原因。
2.4現場發(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)，對應檢查并處理。
3 數字輸出量常見故障：
此類信號多為控制的結果：報警燈、電磁閥、去電氣或現場啟/停泵信號等。此類信號數目因裝置不同差異很大，關系到裝置安全運行。因此調試中要更加細致，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)以及繼電器相應故障，被驅動設備自身故障也較為常見。
常見的故障現象有：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，以及與時間有關的設置。
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)，也是工藝人員經常操縱和改變的變量。其品質的好壞直接影響工藝指標，關系到產品質量。此類信號控制的現場設備一般包括控制閥和調速器等。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。在調試過程中出現故障的環(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，在現場控制閥自身出現故障的機率要大于變送器出現故障的機率。因此系統(tǒng)調試前的單體調試應是不可缺少的步驟。出現故障的點數大約為40%（略少于模擬輸入量）。已遇到的故障現象有：已輸出，閥不動。輸出值與閥位不對應。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。下面就在調試中已遇到的與二者有關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。做為應用廠家對電源內部技術所知甚少，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，在調試中常常會出現因接地而使系統(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，一般采用室內單點接地。但由于在施工中往往漏接或者室內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)現的，需做專項檢查。否則會導致回路的正常使用。有經驗的施工隊伍發(fā)生該項錯誤的點數很少。
四 故障的點數統(tǒng)計和說明
故障點點數統(tǒng)計以三大裝置控制系統(tǒng)功能測試中已發(fā)現、已處理和所知的已發(fā)現、已處理故障點數計（是故障出現的環(huán)節(jié)數目，不是回路點數）。由于是個人調試中的統(tǒng)計，數據不是十分準確，只是為定性說明問題而列出：（點數合計 ：1470個）
故障點類型 數目 百分數
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%
（轉載）
