Siemens DCS жүйесіндегі іркіліс және байланыс үзілуі: ақауларды талдау және жөндеу шешімдері

Бұл далалық есепте электр энергиясын өндіру жүйелеріндегі Siemens DCS өнімділігінің төмендеу және желі ақауларының түпкі себептері қарастырылады. Онда процесс жадының толып кетуі, өнеркәсіптік Ethernet коммутаторының аппараттық ақаулары және оптикалық талшықтың тозуы туралы расталған деректер келтірілген. Басқару жүйелері мен зауыттық автоматтандыру инженерлеріне арналған, нәтижелері өлшенетін практикалық жөндеу хаттамалары егжей-тегжейлі баяндалған.

Түпкі себептерді талдау және жөндеу хаттамалары

Процесс жадының толып кетуі DCS жүйесінің іркілісінің негізгі себебі екені анықталды

Сервер процестерінің жады таусылуы DCS жүйесінің іркіліс оқиғаларының алдында үнемі байқалады. 2×330 MW энергоблогын іске қосу кезеңіндегі далалық жазбаларда жүйенің 10-нан астам рет қатып қалғаны тіркелген. Дабылдар контейнерінің процесіне 128 Мбайт жады бөлінген, ал жөндеу кезінде дабылдардың нақты жүктемесі 145 Мбайтқа жеткен. Бұл артық жүктеме сервердің есептеу жылдамдығын едәуір төмендетті. Соның салдарынан әр оқиға кезінде оператор станциялары 2-ден 10 секундқа дейін мониторинг жүргізе алмады, ал ең ұзақ үзіліс 4 минутқа созылды.

Siemens инженерлері алдымен AC процесіне бөлінген жадты 256 Мбайтқа дейін ұлғайтты. Алайда бұл өзгеріс экрандардың қайта-қайта қатып қалуын тоқтата алмады. Кейін бес маңызды процестің сыйымдылығы арттырылды. AC және CC процестеріне 384 Мбайттан, ARC процесіне 196 Мбайт бөлінді, RC процесінің сыйымдылығы 128 Мбайтқа орнатылып, PDS процесіне 256 Мбайт бөлінді. Реттеуден кейінгі мониторинг AC процесінің жады тұтынуы ең жоғары 312 Мбайттан шамамен 120 Мбайтқа төмендегенін көрсетті. Кейінгі тұтату және бумен үрлеу операциялары кезінде қатты іркілістер қайталанбады.

Өнеркәсіптік Ethernet коммутаторының аппараттық ақаулары экрандардың бір бөлігін қатырып тастайды

Өнеркәсіптік Ethernet коммутаторының ақаулары жоғарғы деңгейдегі желілік байланысты тікелей бұзады. Xiaoshan электр станциясындағы 5-блокта болған оқиға аппараттық жүктеме кезінде коммутатордың жұмысында күрделі ақаулар туындауы мүмкін екенін көрсетті. Сағат 04:30-да оператор интерфейстерінде «станция дисплейіне жазылу қатесі: қосылым уақыты аяқталды» ескертулері көрсетіліп, жалпы жүйе экрандарында «U» дабылдары пайда болды. Экрандардың бір бөлігі жауап бермей қалды. Сағат 04:50-ге қарай жалпы жүйе интерфейстерінің барлығы шолу каталогынан жоғалып кетті.

Физикалық тексеру нәтижесінде SCALANCE T01 және T02 коммутаторларында да ақау дабылдары бар екені анықталды. Байланысты қалпына келтіру үшін T01 құрылғысын 05:50-де қайта іске қосуға тура келді. Талшықты-оптикалық желіні тексеру барысында T01 мен T02 арасындағы резервтік желіде майысқан жердің ізі табылды. Сынақ нәтижелері байланыс мүмкіндігі рұқсат етілген шектерде нашарлағанын растады. Соған қарамастан, майысқан талшық резервтік арнаға ауысудың тұрақсыз болуына ықпал етті. Ұсынылатын тәжірибеге сай, жоспарлы техникалық қызмет көрсету кезінде талшықтың иілу радиусын тексеру қажет, ал коммутатор порттарының күй индикаторлары жүйелі түрде тіркелуі тиіс. Ақау байқалған уақыт аралығында P14 портының индикаторы қалыптан тыс жыпылықтады.

DCS желілеріндегі IP мекенжайларының қайшылығы және бірнеше пайдаланушының жүктеу жасау кезіндегі кедергілері

Желілік адрестеудегі қателер байланысты бірден үзуі мүмкін. Guohua Zhungeer станциясында тіркелген алғашқы қатып қалу оқиғасына жалпы жүйе мен 3-блок арасындағы IP мекенжайының қайшылығы себеп болды. Жүйе жалпы серверді анықтай алмады, ал операторлар жалпы жүйені бақылау және басқару функцияларынан толық айырылды. Серверлердің IP мекенжайларын қайта баптау осы ақау түрін біржола жойды.

Екінші рет қатып қалу оқиғасы конфигурацияны жүктеудегі осалдықтарды көрсетті. Бірнеше пайдаланушы бір мезгілде бір автоматика процессорының логикасына онлайн жүктеу жасай алған. Бір мезгілде қол жеткізу жүйе деңгейінде байланыстың үзілуіне әкелді. Енді басқару хаттамалары бір AP логикасына қатар онлайн жүктеу жасауға тыйым салады. Кейін Siemens-ке жүйе архитектурасы деңгейінде бірнеше пайдаланушының жүктеу жасау мүмкіндігін шектеу жөнінде ұсыныстар берілді. Конфигурация деңгейіндегі мұндай қорғаныс шаралары ауқымды DCS енгізілімдерінде ақаулардың қайталануына жол бермеу үшін әлі де маңызды.

Сигнал тұрақсыздығы мен карталармен жұмыс істеу контроллер жүктемесін арттырады

Сыртқы сигналдардың сапасы контроллердің өңдеу жүктемесіне тікелей әсер етеді. Бесінші қатып қалу оқиғасында 10-1 шкафындағы барлық DI карталары жүйеге орнатылмаған болып көрінді. Зақымданған шкаф статорды салқындататын су сорғылары мен қоректік су сорғысының май сорғыларын басқарды, ал бұл сорғылар өздігінен қосылып-өшіп тұрды. Тексеру ықтимал екі себепті анықтады. Біріншіден, карталарды ауыстыру процедураларында тиісті қалпына келтіру әрекеттері орындалмаған. Екіншіден, сыртқы қуат беру тәсілдерінен туындаған аналогтық сигнал тербелістері AP есептеу өнімділігінің нашарлауын жеделдеткен.

Қарсы шараларға сыртқы қорек көзінен қуат алатын аналогтық кірістерге арналған оқшаулау тосқауылдарын орнату кірді. Бұл сигнал тербелістерінен туындаған жүйе ресурстарын тұтынуды едәуір азайтты. Маңызды емес сигналдар үшін дискреттеу уақытын және ажыратымдылығын реттеу контроллерге түсетін жүктемені одан әрі төмендетті. Сондай-ақ оператор станцияларында бір мезгілде ашылатын экрандар санына шектеу қойылды. Осы шаралардың жиынтығы кейінгі блокты іске қосу кезінде контроллер жұмысын тұрақтандырды.

DCS желісінің қолжетімділігін жүйелі түрде қалпына келтіру хаттамасы және расталған нәтижелер

Жүйелі диагностика реттілігі қалпына келтірудің өлшенетін нәтижелеріне жеткізеді. Біріншіден, процесс жадысының бөлінуін нақты нүктелер жүктемесімен салыстырып тексеру керек, өйткені әдепкі сыйымдылық дабылдары көп қолданбаларға жиі жеткіліксіз болады. Екіншіден, желілік коммутатордың жай-күйін тексеру үшін физикалық қабатын верификациялау қажет, ал талшықты-оптикалық желінің тұтастығын сынау мен порт қателерінің есептегіштері объективті бастапқы көрсеткіштерді береді. Үшіншіден, IP мекенжайларының архитектурасын іске қосу алдында құжаттап, қайшылықтардың бар-жоғын тексеру қажет. Төртіншіден, желіде жүктеу рұқсаттарын әр AP үшін бір пайдаланушының сессиясымен шектеу керек. Бесіншіден, сыртқы аналогтік сигналдарды оқшаулау жүктемеге әсер ететін құжатталған факторды жояды.

Анықтамалық блоктан жөндеуден кейін алынған көрсеткіштер тұрақтылықтың ұзақ уақыт сақталғанын растады. Сыйымдылықты реттегеннен кейін процесс жадының бос қоры орта есеппен 240%-ға артты. Соңғы 168 сағаттық сынақ кезеңінде байланыс үзілістері нөлге дейін азайды. Бұл сандық нәтижелер бағдарламалық құрал конфигурациясы мен жабдықты тексеру хаттамаларын үйлестіру DCS жүйесінің іркілістері мен байланыс үзілістерін тиімді жоятынын көрсетеді.

Салаға шолу және ұсынылатын тәжірибе

Өнеркәсіптік автоматтандыруда бағдарламалық құрал конфигурациясы мен жабдықты тексеруді үйлестіру

DCS қолжетімділігі бағдарламалық құрал конфигурациясын тәртіппен жүргізуге де, физикалық деңгейдің тұтастығына да байланысты. Құрылғы тақтайшасындағы әдепкі мәндерге негізделген жад көлемін таңдау дабылдары көп электр энергиясын өндіру блоктарында көбіне жеткіліксіз болады. Сондықтан іске қосу топтары коммерциялық пайдалануға енгізер алдында процесс жадының нақты қолданысын бастапқы деңгей ретінде тіркеуі керек. Сондай-ақ талшықты-оптикалық кабельдің иілу радиусын тексеру және коммутатор порттарындағы қателерді тіркеу өнеркәсіптік автоматтандыру мен зауыттық автоматтандыру жабдықтарына арналған профилактикалық қызмет көрсету кестелеріне тұрақты түрде енгізілуі тиіс.

Инженерлік тұрғыдан алғанда, ең ұзақ мерзімді шешім сыйымдылықты жоспарлауды, желі архитектурасын басқаруды және сигнал сапасын басқаруды үйлестіреді. Бір пайдаланушыға арналған жүктеу саясаты мен құжатталған IP мекенжайларының жоспары адамдардың әрекетінен туындайтын байланыс ақауларының алдын алады. Бұған қоса, сыртқы қуат көзіне қосылған аналогтік сигналдарды оқшаулау PLC және DCS контроллерлерін артық есептеу жүктемесінен қорғайды. Бұл тәжірибелер өнеркәсіптік басқару жүйелерін инженерлік жобалаудың кең таралған стандарттарына сай келеді әрі басқару жүйелерінің ұзақ мерзімді сенімділігін қамтамасыз етеді.

Қолдану мысалы және шешім сценарийі

Анықтамалық блок: Қайталанатын қатып қалудан байланыс үзілістерінің толық жойылуына дейін

Жөндеуге дейін 2×330 MW іске қосу блогында жүйе 10-нан астам рет қатып қалды. Топ процесс жадын тексеріп, бес маңызды процестің сыйымдылығын арттырды, сондай-ақ SCALANCE коммутаторының жабдығы мен талшықты-оптикалық байланыстарды тексерді. Сонымен қатар IP мекенжайларының қайшылықтарын түзетіп, бірнеше пайдаланушының желіде жүктеуіне шектеу қойды. Ақырында, сыртқы қуат көзіне қосылған аналогтік кірістерге оқшаулағыш тосқауылдар орнатып, оператор станциялары дисплейлерінің шектеулерін енгізді.

Жөндеуден кейін AC процесінің жад қолданысы ең жоғары 312 Mbyte мәнінен шамамен 120 Mbytes-ке дейін төмендеді. Процесс жадының бос қоры орта есеппен 240%-ға артты. Тұтандыру және бумен үрлеу жұмыстарын қамтыған 168 сағаттық сынақ барысында байланыс үзілу оқиғалары нөлге дейін азайды. Бұл жағдай электр энергиясын өндіру және зауытты автоматтандырудың басқа салаларында DCS желісінің қолжетімділігін оңтайландыруға арналған қайталанбалы шешімді көрсетеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Siemens DCS жүйесінің іркілуіне және байланыстың үзілуіне не себеп болады?

Ең жиі кездесетін себептерге процесс жадының толып кетуі, өнеркәсіптік Ethernet коммутаторының аппараттық ақаулары, майысқан немесе тозған талшықты-оптикалық желілер, IP мекенжайларының қайшылығы және бір автоматтандыру процессорына бірнеше пайдаланушының бір мезгілде жүктеп алуы жатады. Аналогтік сыртқы сигналдардың тұрақсыздығы мен карталарды дұрыс қалпына келтірмеу де контроллерге түсетін жүктемені арттыруы мүмкін.

DCS сервері процесс жадының қанша бос қорын сақтауы керек?

Өндірістік тәжірибе көрсеткендей, жоғары дабыл тығыздығы кезінде әдепкі процесс сыйымдылығы көбіне жеткіліксіз болады. Анықтамалық жүйеде AC және CC процестерінің көлемі 384 Mbytes-ке дейін ұлғайтылып, тұрақты жұмысқа қол жеткізілді. Пайдалану кезінде нақты ең жоғары жад қолданысын тексеріп, іске қосу барысында байқалған максимумнан кемінде 50% артық бос қор қалдыру ұсынылады.

Талшықты-оптикалық желідегі ақаулар DCS жүйесінің резервке ауысуына қалай әсер етуі мүмкін?

Резервтік талшықты-оптикалық желідегі майысқан жердің белгісі рұқсат етілген шектерде тұтастық сынағынан өтуі мүмкін. Алайда бұл резервке ауысу тұрақтылығын бұзып, байланыстың үзілуіне әкелуі ықтимал. Сондықтан техникалық қызмет көрсету топтары жоспарлы тексерулер барысында талшықты-оптикалық кабельдің иілу радиусын тексеріп, коммутатор порттарындағы қате есептегіштерінің көрсеткіштерін тіркеуі керек.

Бірнеше пайдаланушының желі арқылы бір мезгілде жүктеп алуы неге DCS байланысының бұзылуына әкеледі?

Бір автоматтандыру процессорының логикасына бір мезгілде желі арқылы жүктеп алулар жасау қол жеткізу қайшылықтарын туғызады. Бұл жүйе деңгейінде байланыс ақауына әкеліп, оператор станцияларының қатып қалуына себеп болуы мүмкін. AP жүйесінде мұндай ақаулардың алдын алу үшін жүктеп алуды әр сессияда бір пайдаланушымен шектеңіз.

Қатып қалған DCS оператор станциясын қалпына келтірудің ең жылдам жолы қандай?

Алдымен процестің жад қолданысын және сервердің жұмыс күйін тексеріңіз. Содан кейін өнеркәсіптік Ethernet коммутаторы порттарының күйі мен талшықты-оптикалық желілерді тексеріңіз. Коммутатор ақауы туралы дабыл шықса, басқарылатын түрде қуатты өшіріп-қосу байланысты қалпына келтіруі мүмкін. Қалпына келтіргеннен кейін IP мекенжайының конфигурациясын тексеріп, бір уақытта басқа жүктеп алулар жүріп жатпағанын растаңыз.

Байланыс және дереккөз

© 2026 NexAuto Technology Limited. Барлық құқықтар қорғалған.

Бастапқы дереккөз: https://www.nex-auto.com/

Байланыс: sales@nex-auto.com

Телефон: +86 153 9242 9628

Серіктес: AutoNex Controls Limited: https://www.autonexcontrol.com/

Қосымша ақпарат алу үшін төмендегі танымал тауарларды Nex-Auto Technology сайтынан қараңыз.