现场总线电动门故障分析诊断

4号机闭冷水系统现场总线故障分析
分析人：龙辉、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围，利用“折半”法，取所判定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
图3.4
图3.5
四、故障分析小结
本次对闭冷水系统现场总线电动门故障报警的处理，我们采取的是“由面到点，逐级排查”的策略。

首先通过故障初步排查，排除了此次缺陷报警是由于常规的故障引起，如总线电动门板件的插线、接线松动或接地，OLM（光电转换器）插头松动或损坏等；然后用“折半故障排查法”，锁定是由于现场总线上的“停机冷却水泵出口电动门”故障引起，进一步缩小了故障的围；最后只针对“停机冷却水泵出口电动门”，进行拔插电源插头和更换远程通讯卡件，最终确定故障的根源是其第二块远程通讯卡的某些元件损伤，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，进而引起该门和其他电动门的“泛红”、报警。

五、关于现场总线电动门故障的特点及处理盲点
现场总线电动门的故障原因有很多，常见的有如下原因：
1、逻辑板元器件损坏导致电动门翻红。

2、现场管道振动太大导致电动门电源模块元器件短路烧掉，如闭冷泵出口电动门。

3、现场总线接线断线导致整条线翻红。

这次因电动门远程通讯板的元件损坏出现频繁报警导致通讯堵塞还是第一次出现。

现场总线电动门是很多电动门串在一条总线上的，其中一个电动门故障就极有可能引起整条线上的电动门故障，我们上面分析的故障就是很典型的一个例子。

如果电动门故障报警不是非常频繁的报出来，而是偶尔报出来一个，这就出现了一个处理的盲点。

这种报警的特点是报过之后很快消失，无论OM上还是就地电动门都没有任何异常，这样的话上面的分析方法就失效了，因为不能确定处理之后的效果怎么样，就无法准确定位故障的所在。

虽然可以查找出某个故障的电动门，却不能找出具体是哪块卡件出现故障。

因为出现一个报警就更换一个新的智能头，这样虽然能完全消除故障，但是费用太高。

常规的处理方法就是对该电动门断电后紧固卡件及接线，继续观察，期盼故障不会再来或者电动门马上出现异常，判断到底是哪里出现故障。

由于我们没有专门对现场总线电动门进行故障诊断的手段，目前对此类电动门故障的处理还是显得效率很低，尤其是整条总线故障，处理起来经常要耗费很多时间去观察等待。