摘要：本文介紹了SIMATIC S7系統(tǒng)在除鹽室化水程控中的應用；通過兩個典型實例從硬件故障和軟件故障兩方面闡述了分析SIMATIC S7系統(tǒng)“隱性故障”的方法。
關鍵詞：SIMATIC S7，WinCC，HMI，化水程控，除鹽室，隱性故障
Analysis of the Concealed Fault in SIMATIC S7 System of Chemical Water Treatment Program Control in Demineralization Room
Abstract: This paper introduces the application of SIMATIC S7 system of chemical water treatment program control in demineralization room in Qinshan power plant, gives the method of analyzing the concealed fault in SIMATIC S7 System by two typical examples of the hardware fault and software fault.
Key words: SIMATIC S7, WinCC, HMI, Chemical water treatment program control, Demineralization room, Concealed fault
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火電廠化學水處理系統(tǒng)水、汽品質(zhì)的好壞直接影響熱力系統(tǒng)機組的安全、經(jīng)濟穩(wěn)定運行。隨著高參數(shù)、大容量機組的發(fā)展，對化學水處理系統(tǒng)自動化的要求越來越高。我廠化學分場于2000年對除鹽室化學水處理系統(tǒng)進行了陽床程控改造，2002年進行了陰、混床程控改造，對除鹽室再生系統(tǒng)實現(xiàn)全部自動化操作，大大提高了生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化控制水平和管理水平。陽床、陰床、混床程控所采用操作平臺均為SIMATIC S7-400 系統(tǒng)。筆者為負責除鹽室程控維護的化學儀表班班員，積累了近五年的S7系統(tǒng)現(xiàn)場維護經(jīng)驗。我們在工作中發(fā)現(xiàn)一些特殊故障：故障出現(xiàn)時當值運行操作人員無違規(guī)操作；故障現(xiàn)象與故障原因在人機對話界面（HMI）WinCC系統(tǒng)上無關聯(lián)，本文稱為S7系統(tǒng)“隱性故障”。此類故障原因復雜隱蔽,難以查找，但故障分析過程仍遵循一定規(guī)律。下面，將以兩個典型實例為例闡述此類故障的分析方法。
１ 系統(tǒng)描述
我廠化學水處理系統(tǒng)采用 SIEMENS公司SIMATIC S7 過程控制系統(tǒng)作為自動化系統(tǒng)硬件平臺。整個系統(tǒng)由2套S7-400現(xiàn)場控制器，2臺操作員站(其中一臺兼工程師站)組成。上位機和下位機的通訊為100M以太網(wǎng)。共有3個PLC柜，#1PLC柜為#1-#6陽床程控及空壓機連鎖，#2PLC柜為#1-#5混床程控，#3PLC柜為#1-7陰床程控及模擬量輸入。除鹽室S7 過程控制系統(tǒng)如圖所示:
２ 故障實例一
2.1 故障現(xiàn)象
當操作程序運行至陰床A101門“開”狀態(tài)，WinCC操作界面HMI由程控狀態(tài)自動轉(zhuǎn)為就地狀態(tài)。程序中斷，程控操作被迫終止?，F(xiàn)場就地操作A101門，其“開”狀態(tài)與“關”狀態(tài)正常。
2.2 故障分析
根據(jù)故障現(xiàn)象，按常規(guī)故障處理方法初步判斷為程序出錯。查找程序梯形圖，WinCC與STEP 7地址連接均未發(fā)現(xiàn)錯誤。因以往程序調(diào)試過程中并未出現(xiàn)此故障，故排除程序編程錯誤的可能。根據(jù)以上排查，判斷為硬件故障導致的程序保護聯(lián)動，遂擴大外部設備檢查范圍。通過反復觀察PLC上A101門動作，發(fā)現(xiàn)當A101門為“開”狀態(tài)時，A101指示燈亮后瞬間即熄滅，程控狀態(tài)指示燈也熄滅。分析PLC柜接線圖（見圖２此圖已丟失www.PLC100.com（PLC之家））， A101與程控選擇開關共用一個電源。測得當A101門為“開”狀態(tài)時其電壓值由24V降至1V。據(jù)此得出程控中斷原因：程控選擇開關與A101門開關共用的同一電源產(chǎn)生降壓。檢查程控選擇開關接線發(fā)現(xiàn)短路，排除后故障消除。
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3.1 故障現(xiàn)象
當值運行人員按操作規(guī)程在WinCC界面上進行陽床程控點操時，K101、K102門應為“關”狀態(tài)，卻自動轉(zhuǎn)為“開”狀態(tài)，現(xiàn)場K101、K102門自動打開。
3.2 故障分析
對Ｋ101、K102門外圍設備進行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)硬件故障。檢查WinCC與STEP 7地址連接，無故障。初步判斷為程序出錯。檢查程序進行梯形圖，發(fā)現(xiàn)當程序進行步操或組操時，WinCC人機界面上K101、K102門為“關”狀態(tài)，而在程序進行梯形圖中，K101、K102門地址一直為“開”狀態(tài)。
分析故障產(chǎn)生原因，見圖3 此圖已丟失。上一次對K101、K102門進行點操操作的運行人員點擊點操“開”K101、K102門后，違反操作規(guī)程，未完成點操結(jié)束步序，直接進入下一個步操或組操，導致WinCC上K101、K102門呈“關”狀態(tài)且現(xiàn)場K101、K102門在步操（或組操）中自動關閉，而在程序進行梯形圖上點操K101、K102門地址仍保持“開”狀態(tài)。當下一次點操啟動時，K101、K102門自動開啟。因點操操作為非正常操作，僅在設備檢修時才使用，故此類“隱性故障”往往在違規(guī)操作數(shù)月后才出現(xiàn)故障現(xiàn)象，容易造成跑鈉、跑脂等嚴重后果，需引起足夠重視。
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由以上兩個典型實例可以看出，分析SIMATIC-S7系統(tǒng)“隱性故障”的思路為：從外部設備和程序運行出錯兩方面查找原因，層層排除可能的軟、硬件故障，直至找到故障點。僅從故障現(xiàn)象判斷S7系統(tǒng)“隱性故障”為硬件故障還是軟件故障比較困難，往往是對兩方面都進行排查。因此，系統(tǒng)維護人員對外部設備的檢查要全面細致，對程序進行的梯形圖應完全掌握。應該注意的是，不熟悉程序編程的WinCC界面運行操作人員應嚴格按照操作手冊操作，不可省略任一步序，以免為程控運行造成故障隱患。
