现场总线电动门故障分析

4号机闭冷水系统现场总线故障分析

分析人：曹龙辉、李剑

3月25日上午，“OM”上4号机闭冷水系统现场总线A线上的各电动门“不间断地轮流泛红”，同时发"Field device faulty"（区域设备故障）报警。我们首先利用“折半故障排查法”，锁定是“停机冷却水泵出口电动门”故障，然后通过对该电动门断电和更换相应卡件，最终确定是“停机冷却水泵出口电动门”的第二块远程通讯板的某些元件损伤，致使其不断地向现场总线发报警，最后因数据量太大导致网络堵塞，进而引起其他电动门“泛红”、报警。

本次故障的处理过程分析如下：

一、闭冷水系统现场总线简介

图1.1闭冷水系统现场总线

现场总线系统A线上共17个电动门，以串联的方式挂在现场总线上（如图1.1所示），在就地通过OLM（光电转换器），将该总线上所有电动门送来的电信号转换为光信号，然后用一根光缆送到DCS的控制柜中；在DCS的控制柜再通过OLM（光电转换器），将光信号还原为与就地各电动门对应的电信号。这样不仅很好的实现了对闭冷水系统电动门的集散控制，更节省了电缆，减少了耗材。

二、故障初步排查与分析

缺陷发现：本月25日上午，运行人员通知“OM”上4号机闭冷水系统现场总线A线上的各电动门“不间断地轮流泛红”，同时发"Field device faulty"报警，如图2.1所示。从图2.1可以看出，报警有如下两个特点：

①一般先是40CKA41.KG发一个"Field device faulty”报警，然后闭冷水系统现场总线上的某个电动门才开始报警；

②报警的并不是固定的某一个或几个电动门，而是闭冷水系统现场总线上的所有电动门，且它们的报警是随机的，并无一定的规律可循。

图2.1

图2.2

原因分析一：可能因为闭冷水系统现场总线上的某个或某些电动门的逻辑板、远程通讯板的插线松动；或现场总线接线板的接线松动或破损接地；导致该门报警，或其不断地向现场总线发报警，最后因数据量太大导致网络堵塞，进而引起其他电动门“泛红”、报警。

排除方法一：从闭冷水系统现场总线的终端电动门开始：

①依次检查各电动门的逻辑板、远程通讯板的插线是否松动，并加以紧固；

②依次检查各电动门的现场总线接线板的接线是否松动或破损接地，并加以紧固，确保绝缘。

处理效果一：各电动门的逻辑板、远程通讯板的插线已无松动，现场总线接线板的接线也已无松动，绝缘良好。经过上述处理之后，“OM”上闭冷水系统现场总线的报警并未消除或减少，和处理前变化不大，如图2.2所示：

结论一：此次闭冷水系统现场总线电动门的报警，并非由各电动门的逻辑板、远程通讯板的插线松动或现场总线接线板的接线松动，破损接地引起。

指示灯：黄色为正常

红色为故障

现场总线的光缆插座

图2.3 就地OLM(光电转换器) 原因分析二：可能因为闭冷水系统现场总线就地的OLM光缆插头松动、接地或OLM（如图2.3）老化、损坏，使各总线电动门送来的信号堵塞，进而导致其他电动门“泛红”、报警。

排除方法二：

①就地重新拔插OLM光缆插头，确保其不接地，无松动；

②更换一个新的OLM。

处理效果二：OLM光缆插头无松动，绝缘良好。经过该步处理之后，“OM”上闭冷水系统现场总线的报警频度较处理前少有减少，但报警还会平均每隔5~6分钟来一次，如图2.4所示。

结论二：此次闭冷水系统现场总线电动门的报警，与就地的OLM光缆插头松动、接地或OLM老化关系不大。

图2.4

三、“折半故障排查法”故障排查与分析

缺陷发现：经过初步故障排查之后，“OM”上闭冷水系统现场总线上的各电动门仍然“不间断地轮流泛红”，并同时发"Field device faulty"报警。

原因分析：可能因为某个或某些电动门与现场总线的通讯板件（现场总线接线板或远程通讯板）损坏，致使其不断地向现场总线发报警，最后因数据量太大导致网络堵塞，进而引起该电动门或其他电动门“泛红”、报警。

排除方法：

1、先用“折半故障排查法”找出产生故障的电动门：

第一步：用“折半”法定“终端电动门”

将原闭冷水系统现场总线的中间一个电动门作为新的“终端电动门”，此时该电动门和其之前的电动门组成新的现场总线电动门。

第二步：判定范围

如果从此刻起，现场总线电动门不再“不间断地轮流泛红”和发"Field device faulty"报警，则说明此时的“终端电动门”及其之前的所有电动门是完好的，引起故障的电动门在此时的“终端电动门”之后的电动门之中。（否则，引起故障的电动门在此时的“终端电动门”及其之前的电动门之中。）

第三步：重新定“终端电动门”，判定的出故障电动门所在的范围

将第二步设定的“终端电动门”恢复为中间电动门。根据第二步判定的出故障电动门所在的范围，利用“折半”法，取所判定范围的中间一个电动门作为新的“终端电动门”，按照第二步的方法更进一步锁定故障电动门所在的范围。

第四步：重复执行第三步，直到找到引起故障的电动门所在的位置为止。

处理效果1：经过多步排查，将“闭式循环冷却水从空压机来进水电动门”和“停机冷却水泵出口电动门”分别作为“终端电动门”时，OM上的报警如图3.1和图3.2所示。

图3.1

图3.2

结论1：引起此次闭冷水系统现场总线电动门的报警的电动门是“停机冷却水泵出口电动门”。

2、进一步诊断该电动门的故障所在

第一步：将该电动门定为“终端电动门”，拔掉就地电动门的电源插头（带有现场总线接线板），观察OM上是否还继续“不间断地轮流泛红”和发"Field device faulty"报警。如果仍然来报警，则现场总线接线板损坏，更换现场总线接线板，否则现场总线接线板正常。

第二步：若现场总线接线板正常，打开就地电动门的智能头，依次更换第一、二块远程通讯板，如果仍然来报警，则相应的远程通讯板损坏，更换相应的远程通讯板，否则相应的远程通讯板正常。

处理效果2：将“停机冷却水泵出口电动门”的电源插头拔掉之后，OM上的报警消失，如图3.3所示；更换“停机冷却水泵出口电动门”的第一块远程通讯板之后，OM上的仍然来报警，如图3.4所示；更换“停机冷却水泵出口电动门”的第二块远程通讯板之后，OM上的报警消失，如图3.5所示。

结论2：引起此次“停机冷却水泵出口电动门”故障的是该电动门的第二块远程通讯板。

图3.3