分段SCADA系统故障诊断方法研究

摘要：指出了SCADA数据采集系统在原油站库中可分为四个阶段，即：控制电缆、上位机、下位机、远传仪表，这四个阶段其中有一段出现故障，则整个系统便停止运转。提出了将SCADA系统分为四部检测故障的方法能极大地缩短人工检测时间，抓住局部要害，更加高效、科学、全面的诊断出SCADA系统故障点，及时解决问题。

关键词：分段；SCADA系统；故障诊断；检测；方法

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）06-0197-02

1 引言

SCADA系统故障诊断主要依赖工人在平时工作中的经验，并没有形成一个系统的知识结构体系。实际工作中，根据经验对系统故障点进行判断，通过排查故障的方式查找，切入点的准确性较差，需要耗费更多的时间和人力物力，找出的故障点的精确性较差。根据这些问题，本文从分段SCADA系统故障诊断入手，对提高SCADA系统的准确性做出一些研究，以期缩短SCADA系统诊断时间，增加检测的精确性。

2 分段式SCADA系统故障诊断的方法

2.1 远传仪表故障

远传仪表主要是采集数据、管道压力、温度等，将现场的数据远传到SCADA系统上。当仪表出现故障时，首先拆除控制仪表的电线，从控制电缆带有信号发生器发出4～20mA的信号，该信号是线性正比的参数，并通过PC软件终端客户的现场观察显示的对比度发行如果你可以确定侧比较仪器故障值，远程仪器进行拆除后，用专业的检测设备进行检测。再确定修理或更换，根据实际测试结果。相反，它前进到下一个步骤的控制电缆，故障诊断下位机，上位机。

远传电缆传感器故障排除后，对控制电缆进行测试。主要通过两个方面进行测试：首先检测电缆纤芯有没有短路。以每两根线芯为一组，使用万用表电流档进行测量通断，使得线芯在PLC机柜中处于根根分离的状态。显示电缆接通消息以后，表明这一截电缆短路，仔细观察这一段电缆的编号，如果电缆还是短路状态，则应该实行断线检测。其次检测电缆芯的状态，检测其是否短路。通过查看电缆芯编号，将PLC柜的电缆线为一组的两个组合的连接到每个端部，用万用表对各组接线通断进行测试。如果万用表显示接通，则电缆正常运行，如果万用表显示断开，则表明该段电缆没有没有接通。得出检测结果以后，再根据检测结果针对性的对电缆进行维修。

2.2 下位机故障

下位机PLC故障主要是指在机柜内各种部件和接线故障。柜内的PLC布线比较复杂，在出现故障的检测可与上位机故障排除相结合。测量信号从机柜内部电缆芯终端发出，通过笔记本与以太网交换机进行联系，打开备用的工业控制软件系统，数据显示出来，对数据进行比较。PLC机柜中的部分在工作中可存在一定的误差，但是此种误差需要在一定范围，误差超过了规定范围，则对电缆进行再次分段，对机柜终端、内部接线和模块等重新进行检测。

2.2.1 RTD故障

RTD模拟信号由PLC柜终端块送出，对参数数值进行检测，比较其数值是否正常，当出现异常情况，则对从PLC机柜内浪涌保护器所发出的信号进行比较，再次对显示参数进行比较。若还未出现正常的情况，检测RTD模块的终端传输的模拟信号，检查出参数是否在允许范围内，如果仍不正常，则对PLC模块进行更换，再次进行比较观察。如果远程信号通道显示灯通道显示灯无异常并且信号已经传送，上位机温度比实际值高时，查看是否生产现场和PLC机架内比较的连接点有无锈蚀松动的现象。

2.2.2 AI故障

用万用表对PLC柜内进行测量，检测其是否有大于4mA的电流。对当电流值观进行察，压力值统上位机显示值进行对比。如果两值不匹配，则首先检查是否有24V电压在电路中通电吗，如果尚未通电，则查看保险丝是否熔断。如果回路电源经过检查以后没有异常，则从现场使用的信号发生器发送电流信号，再检测对比参数是否正常。若发现仍不正常，则从PLC机架内的电流模拟信号电涌保护器发送，对比参数检测有无异常。若不正常，从PLC机架模块端子内传输电流标准信号，检测参数值，若仍不正常，则需更换PLC模块，再对对比参数进行观察。

2.3 工作站故障排除

PLC机柜出现问题，以太网交换机和工作站用备用PLC机柜出现故障后，以太网交换机和工作站用备用网线进行连接，继续将上位机工控软件与信号发生器所发生的信号进行对比，如果误差在正常值，则表明工作状态正常。问题出现在连接上位机与交换机的网线上。相反，排查工控软件及上位机。经过参数对比反复实验发现工控软件比工作站出现问题的几率高出许多，对报警参数的设置与工控软件的逻辑关系应该进行重点监测，并及时对修改完成的软件进行备份。

3 结语

使用科学的方式对分段式SCADA系统诊断故障进行研究，可以在实践中检验出任何关于SCADA系统关于远传仪表故障的所有问题。SCADA系统运行中每个环节可能出现的问题在文章中都有所讲述，分段对故障区间进行检测，并在规定范围内检测，逐个排除故障，对控制故障检测区间进行合理有效的控制，制定出标准，避免人工检测出现盲目性等问题。

通过科学的上述方法的SCADA系统故障诊断分段，在实践中可以检测到出现远程抄表任何故障问题。由于上面的方法SCADA系统的整体运作的每一个环节都考虑到，该断裂带切割段和划定的检测范围，并最终逐步消除，合理，有效的控制区间的故障检测，减少了盲动性的人工检查，随机性。如果油站工作人员库检测，在同一时间内的各个环节的故障检测工作，也大大提高了故障处理过程的效率。