刘进

摘要：DCS数据通讯系统具有高实时性、稳定性、可靠性、确定性、负荷稳定性等优点在工业控制特别是大型电厂自控领域应用广泛。本文就DCS数据通讯常见故障进行深入分析，并给出相应的解决措施，对DCS数据通讯系统的设置有很好的指导意义。

关键词：DCS工业控制自控通讯故障分析

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0029-01

DCS控制系统又称分散控制系统。由于大型工业生产自动化过程的不断复杂化，其对过程控制的要求越来越高，PLC已经逐步不能满足需求，并在不断退出大中型控制系统。而作为现代化综合控制系统，DCS控制系统应运而生。DCS控制系统结合了计算机、系统控制、网络通讯和多媒体等各种先进技术，人机界面非常友好，通讯功能满足工业化生产的要求，是完成过程控制提高生产效率的现代化设备，应用前景极其广阔。过去几年，DCS在市场上逐渐成为主流，尤其是在重大装备上的控制系统，基本上都已采用了DCS。未来DCS的发展，将蚕食PLC所占有的大中型控制系统，而留给PLC的，将只是比较简单的单一控制。

1DCS数据通讯系统

科远股份NT6000分散控制系统（DCS）采用高起点的设计标准，集过程控制和企业管理信息技术为一体，融合了当今最先进的计算机与通讯技术，由监控软件（GraphyX）、控制网络（E-NET）、分散处理单元（DPU）、I/O网络（E-BUS）和IO模件等部分组成，具有可靠性、开放性、可扩展性、兼容性和即插即用等特性。NT6000系统还带有报警软件（AlarmX）、报表软件（ReportX）、趨势图（TrendX）、网络服务软件（Ftpserver）、组态软件（ControlX）、实时数据OPC、仿真软件等多种软件功能于一身，形成了强大的软硬件体系。如图1所示：DCS上层有工程师站、操作站、历史站，它们可以通过接口机访问Internet，与它们相关的组态称之为上位机组态（界面组态）。同时，下层有控制器（DPU）、IO卡件等，对DPU的组态称之为下位机组态（IO组态、设备组态、逻辑组态等）。科远公司的DPU采用冗余结构，eNet（冗余）网络实现工控机与DPU之间的通讯，每个DPU有不同的IP，并且各有两个网段，可实现备用。不同的DPU之间通过交换机相连，交换机也可以连接多台工控机。每对DPU可带3个机柜，每个机柜最多4个分支，每个分支最多8块卡件，每块卡件有4～16个点，所以每对DPU最多可带1500多个点。卡件之间不做冗余。DPU与IO卡件之间通过eBus（冗余）相连。

2DCS数据通讯故障分析与处理

2.1 地址标志故障

就地组件和总线接口的地址标识出现错误后整个通讯网络会乱作一团。例如程序下载更新失误使地址标志出现紊乱情况，数据无法寻址产生垃圾堵塞造成停机事故。另外，人为的错误地址标识改动也会出现数据的丢包等情况，造成严重后果。

解决措施：组件的修改工作前必须提前停运系统，及时刷新组态数据，进行网络发布更新。严格控制人为修改规范，需做到修改的负责到位，任何修改必须得到批准和监督，在确保无误的情况下实行。

2.2 现场总线故障

现场总线的材料一般为双绞线，其所连设备是工控过程一线设备，即与工业产生最紧密、最直接联系，处在生产过程的现场，所以称现场总线。既然处在工业生产现场，很显然其工作环境较差，因而受到各种负面因素的干扰较大，包括各种生产过程中的直接或间接接触，有形无形接触，例如机械碰撞、电磁场干扰、人为检修等等，加之总线本身接触不良等问题，故障率较高。

解决措施：采用双路冗余设置，添加一对通讯线到接口，使系统整体更为可靠、传输数据更为稳定。现场总线与设备的连接处往往是最薄弱环节，对此一定要确保连接可靠，在拆装作业时，要确保总线的正常稳态运作，总线分支安装可靠且不可机械触碰。

2.3 节点总线故障

节点总线的材料通常是同轴电缆，中断任何一处，总线上所有设备的通信全部断开，数据丢失，操作停止，设备停机，造成很严重的产生事故，甚至会带来很大的经济损失。频繁的同轴电缆插拔造成接触松动，导致接触不良信号传输中断。接触电阻过大也会影响数据通信，造成信号传输巨大误差。

解决措施：采用双路冗余设置，不过电缆连接位于模件后部，确保同轴电缆无机械触碰干扰。严禁多次插拔现象，除非进行检修等必要情况。严格控制接触电阻值，及时更新。同时制定相应的安全措施与检修规范。

3结语

DCS数据通讯系统具有高实时性、稳定性、可靠性、确定性、负荷稳定性等优点在工业控制特别是大型电厂自控领域应用广泛。本文就DCS数据通讯常见故障包括地址标识故障、现场总线故障、节点总线故障进行深入分析，并给出相应的解决措施，对DCS数据通讯系统的设置有很好的指导意义。

参考文献

[1] 熊国庆.DCS系统通讯故障的检查[J].中国仪器仪表，2002（Z1）：47-48.

[2] 王永新.贵溪电厂DCS数据通讯故障的分析与研究[J].自动化技术与应用，2008，27（11）：118-120.

[3] 李颖.DCS数据通讯及故障分析[J].科技信息，2011（13）：488.