橫河系統(tǒng)控制器故障的處理方法

摘要：橫河控制器CP461-50在出現(xiàn)故障報警后停止工作，本篇介紹了更換控制器CP471-00的步驟，作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險及預(yù)防措施，和處理結(jié)果。

關(guān)鍵詞：橫河 VP系統(tǒng) 控制器 切換

一、故障簡介

CENTUM VP系統(tǒng)是日本橫河公司近年來開發(fā)出來的新型集散控制系統(tǒng)，錦州石化公司加氫改制裝置DCS系統(tǒng)為橫河控制系統(tǒng)，采用型號CP461-50的控制器，于2014年投用，已運行近7年。2021年2月20日23時25分09秒，加氫改質(zhì)裝置DCS系統(tǒng)FCS1102冗余控制器中的右側(cè)控制器故障，產(chǎn)生Fail（CPU DOWN）報警;23時25分25秒，該控制器自主進行重啟，數(shù)據(jù)開始拷貝，產(chǎn)生Copy報警;23時26分04秒，該右側(cè)控制器數(shù)據(jù)拷貝失敗，控制器進入停止工作狀態(tài)，產(chǎn)生Fail（SELFSTOP）報警。在更換控制器前，F(xiàn)CS1102控制器為單控制器運行，容錯率大幅降低，風(fēng)險較大。2021年2月25日，儀表工程師對其右側(cè)控制器進行更換，故障仍未消失，咨詢廠家，認(rèn)為是在用主控制器側(cè)存在故障，并且該系列控制器存在隱患。

加氫改質(zhì)裝置DCS控制系統(tǒng)自2014年投用，一直使用橫河公司的CENTUM VP R5.03 B3版本，控制器型號為CP461-50。在與廠家溝通交流分析過程中，得知了該系列卡件存在隱患，原因為太陽黑子產(chǎn)生的中子信號在輻射時導(dǎo)致控制中的信號無法跳轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)上文所提的故障，該小概率事件恰巧發(fā)生在加氫改質(zhì)裝置中，并且在廣東惠州也發(fā)生過類似的案例。自2020年，橫河公司開始在全國召回該卡件，并對其進行免費更換，對裝置的控制器進行更換，將存在隱患的CP461-50控制器更換為CP471-00控制器。

二、作業(yè)可能存在的風(fēng)險及預(yù)防措施

1、現(xiàn)場設(shè)備方面

儀電車間工程師在更換前對生產(chǎn)車間工藝人員進行交底，對車間所要求的212個閥門進行統(tǒng)計，確定每個閥門所對應(yīng)的控制器位置。生產(chǎn)車間依據(jù)儀表人員所提供的統(tǒng)計資料對73個重要閥門進行專門定制方案，并在更換控制器作業(yè)前對相關(guān)閥門采取相應(yīng)的風(fēng)險削減措施。儀表人員在得到生產(chǎn)準(zhǔn)備就緒的指令后，便可對控制器進行更換作業(yè)。

2、系統(tǒng)軟件方面

儀表人員為了確保更換控制器前后數(shù)據(jù)保持一致，對程序中的ST16、LC64、SFC模塊進行數(shù)據(jù)導(dǎo)出核對，確定其離線下裝后是否為自啟動、其現(xiàn)在狀態(tài)是AUT或者MAN狀態(tài)，SFC模塊是PAUSE狀態(tài)、RUN狀態(tài)或者STOP狀態(tài);對于組態(tài)內(nèi)部一些變量，例如SPLIT模塊、AS-L或者AS-H模塊，利用筆記錄下當(dāng)前的狀態(tài)值;對5個重要的赫爾碧格折線函數(shù)采取拍照保存的方法。對于其他變量，采用了橫河系統(tǒng)自帶的參數(shù)保存功能進行保存，折線函數(shù)也可以在參數(shù)保存中保存。

3、DCS系統(tǒng)報警方面

在更換控制器的過程中，會產(chǎn)生系統(tǒng)報警，需要生產(chǎn)車間與儀表工程師及時溝通，在更換過程前，了解更換步驟，在更換過程中，及時了解更換情況。在控制器更換過程中，生產(chǎn)車間流程圖的指示及控制點的信號中斷，所有信號會出現(xiàn)***的狀態(tài)，待控制器下裝成功后，信號會重新出現(xiàn)。

三、作業(yè)步驟

1、系統(tǒng)硬件準(zhǔn)備

準(zhǔn)備好相應(yīng)的工具（例如長把螺絲刀、防靜電護腕、小螺絲刀等）和新的CP471控制器，并將新的控制器的撥碼開關(guān)進行撥碼。

2、更新軟件版本

在工程師站進行打補丁操作，將軟件版本從R5.03 B3升級到R5.03 B4，目的是為了使系統(tǒng)軟件識別出來新的CP471控制器。然后，在System View中對控制器進行參數(shù)保存工作。

3、更換控制器

等待生產(chǎn)車間準(zhǔn)備就緒后，開始進行硬件更換工作。首先用記號筆確定好控制器上的4根網(wǎng)線標(biāo)識，區(qū)分好L、R以及BUS1、BUS2網(wǎng)線。然后確定好備用側(cè)控制器，對其進行更換;然后更換另一個工作側(cè)控制器。在更換過程中，注意更換控制器電池和核對域號站號撥碼開關(guān)。

工程師在更換控制前觸摸機柜間安裝的靜電消除器，消除身體上所帶靜電，并戴好防靜電護腕。先將故障控制器上的2根Vnet網(wǎng)線做好標(biāo)識，然后將其拔出，此時系統(tǒng)會產(chǎn)生Vnet Fail報警，拔出前需要通過對講機與當(dāng)班操作人員交底，拔出后及時與操作人員進行確認(rèn)。

用長把螺絲刀將故障控制器上下的緊固螺絲松開，拔出故障控制器。將新的CP471-50控制器插上對應(yīng)卡槽，緊固上側(cè)和下側(cè)的螺絲，新控制器上電自檢，等待自檢完成。

4、做切換試驗

在新的控制器安裝完畢后，在工程師站上對該控制器進行離線下裝。下裝成功后，由工程師對控制器做切換試驗，試驗結(jié)果是否合格。在整個作業(yè)期間，工程師和生產(chǎn)車間人員均嚴(yán)密監(jiān)視現(xiàn)場閥門動作，并選取幾個閥門進行觀察，并沒有發(fā)現(xiàn)擾動現(xiàn)象。

四、處理結(jié)果

更換控制器工作結(jié)束后，和生產(chǎn)人員對相關(guān)參數(shù)進行核對。其中SPLIT模塊、AS-L或者AS-H模塊在更換前后均沒有變化;折線函數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)也被完整保存;SFC模塊中的先進控制程序、反沖洗程序、過濾器程序等均有生產(chǎn)工藝人員進行投用操作;對5個LC模塊（更換前后狀態(tài)不一致），由生產(chǎn)工藝人員確認(rèn)，將其調(diào)整到更換前的狀態(tài)（MAN狀態(tài)）;對其它ST、LC模塊，逐一進行核對，狀態(tài)均保持一致。

對于SW開關(guān)，例如聯(lián)鎖投切開關(guān)、程序中的內(nèi)部變量等，由于系統(tǒng)不能對其進行保存，在離線下裝的過程中，該類參數(shù)全部變?yōu)?。工程師同生產(chǎn)工藝人員對214個SW開關(guān)參數(shù)進行交底，使得生產(chǎn)操作人員在操作中遇到類似的問題時有所準(zhǔn)備，知道如何進行操作。

至此，更換控制器工作結(jié)束，控制器均正常穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]王琦.分布控制系統(tǒng)性能測試技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2010.

[2]胡濤松.自動控制原理[M].科學(xué)出版社，2001.

作者簡介：劉思睿（1994——），女，漢族，遼寧錦州人，職務(wù)：錦州石化公司，職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：儀器儀表，自動化控制。

中國石油錦州石化公司 ?遼寧 ?錦州 ?121000