一、 引言:
隨著工業(yè)與計算機的快速發(fā)展,在自動化程度越來越高的今天,計算機也應(yīng)用到自動化控制系統(tǒng)的方方面面。工業(yè)控制計算機(以下簡稱工控機)的安全也顯得尤為重要。工控機與普通計算機的技術(shù)原理相同,組成結(jié)構(gòu)也差不多,只是在工控機強調(diào)的是其工作穩(wěn)定性。工控機一般工作在相對惡劣的環(huán)境下工作的,對環(huán)境溫度、濕度、供及電壓、平穩(wěn)性、通風(fēng)性能等要求比較高,但工作環(huán)境往往達不到要求,工控機也容易發(fā)生故障,部分硬件出現(xiàn)問題還能及時更換,一旦磁盤發(fā)生損壞,會造成大量記錄數(shù)據(jù)丟失,控制軟件破壞,短時間無法修復(fù),造成被控參數(shù)控制不穩(wěn),往往帶來巨大的經(jīng)濟損失。
二、 故障現(xiàn)象描述:
工控機長時間運行后,(長時間指:包括連續(xù)工作一個標(biāo)準(zhǔn)月30天/24小時工作制及以上的時間),機箱內(nèi)積集大量灰塵,機箱溫度較高。通常在不關(guān)機的情況下一切工作正常,一旦因電力供應(yīng)不足或需要緊急停機時,控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)磁盤無法啟動、系統(tǒng)無法加載、長時間處于登陸畫面等故障。
三、 故障分析及排除方法:
引起磁盤故障的原因非常多,我們在這里大概的分為磁盤本身的質(zhì)量問題和工作環(huán)境引起的故障問題。
磁盤本身的質(zhì)量問題,我們無法深入考究,只有在開始做控制系統(tǒng)時,選擇購買質(zhì)量、品牌較好硬盤,也可以利用Scandisk、Norton Disk
Doctor等軟件進行磁盤表面缺陷檢測。假如我們能夠預(yù)知硬盤的質(zhì)量和健康狀態(tài),這將為我們選擇硬盤和備份重要數(shù)據(jù)贏得時間。筆者在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一款名為Drive Health軟件,可以檢測硬盤的使用壽命,可以幫助大家提前得知硬盤健康狀態(tài)。
工作環(huán)境引起的故障問題,常見的有下面幾個方面:
1、 工控機工作時間長。由于正常生產(chǎn)的需要,部分工廠的工業(yè)控制系統(tǒng)需要長時間工作,給工控機操作系統(tǒng)帶來巨大考驗。據(jù)微軟的操作系統(tǒng)運行時間報告中表明,微軟聲稱其Windows
2000后的操作系統(tǒng)可以支持長時間工作,但從實際運行看,運行時間超過一周后,磁盤在龐大數(shù)據(jù)交換過程中,會積累大量的數(shù)據(jù)碎片,容易造成磁盤邏輯壞道、讀寫錯誤及系統(tǒng)運行和啟動變慢。所以工控機在生產(chǎn)允許的情況下,可定時進行重啟工控機和磁盤碎片整理,以減少因長時間工作導(dǎo)致的磁盤錯誤。重啟時間可按工控機處理數(shù)據(jù)量的大小和生產(chǎn)情況而定,它不是硬性的,需要讀者慢慢摸索。從筆者的實際經(jīng)驗來看,一個標(biāo)準(zhǔn)月(30天)重啟和整理一次工控機可以減少磁盤錯誤的機率。
2、 工控機內(nèi)部溫度過高。在需長時間高溫運行的環(huán)境中,計算機各元件極易發(fā)生老化、硬盤故障的頻率也較之升高。這就需要工廠的自動化系統(tǒng)維護人員在日常巡檢中,密切關(guān)注機箱溫度,盡量使工控機的溫度保持在10--30攝氏度之間,過高、過低的溫度都不適宜硬盤的保護,如果機箱溫度達到30攝氏度,內(nèi)部硬盤的溫度會達到40度或更高。我們可以簡單DIR一下自己的工控機,以達到降低環(huán)境溫度的作用。一、更換大功率CPU、硬盤風(fēng)扇(硬盤風(fēng)扇要注意固定,不宜安裝在硬盤固件架上,以防因風(fēng)扇轉(zhuǎn)動帶來硬盤震動)加快散熱;二、在機箱內(nèi)部加裝向機箱外抽風(fēng)的風(fēng)扇,增加空氣對流;三、在放置工控機的機柜上,安裝小型軸流風(fēng)機;四、在控制室加裝空調(diào),以降低空間溫度。
3、 環(huán)境濕度不適宜。工控機主要是由眾多電子元件的集成電路構(gòu)成,其絕緣性能跟環(huán)境濕度有很大關(guān)系。濕度過大,容易造成電路板短路而燒毀;濕度過小,容易產(chǎn)生靜電,也會擊穿部分電子元件。因此,濕度過大、過小,都會給工控機帶來潛在的威脅。靜電防護問題上要求我們工控機上必須要有良好的儀表接地。值得說明的是,工控機接地極不同與土建上的防雷接地,接地極選址應(yīng)距控制室處三米遠,在室外的地坪下1700mm處用∮20鍍鋅角鋼作垂直接地極,接地數(shù)量滿足接地電阻小于1歐姆(回填時應(yīng)用搖表測試),再采用40*40*4鍍鋅扁鋼與接地體可靠焊接(每個焊接點還要做仔細(xì)的防銹處理),分至建筑物內(nèi)換接25mm銅電纜至系統(tǒng)地端子和工控機接地點。這樣可以有效的減少靜電帶來的危害。
4、 地面震感大。很多工廠生產(chǎn)中需要電機產(chǎn)生拖動、震動等物理性位移動作,不僅帶來巨大的噪音,機器工作時帶來的震動會給工控機磁盤、光驅(qū)、軟驅(qū)帶來巨大的損害。磁盤生產(chǎn)的工藝越來越高,現(xiàn)行轉(zhuǎn)速已達到7200轉(zhuǎn)每秒乃至更高。在自動化控制系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)交換中,長時間、高速度運轉(zhuǎn)的磁盤,容易因磁盤震動,導(dǎo)致磁盤讀寫能力下降,磁頭定位緩慢,甚至造成磁盤損壞;因此減少工控機環(huán)境震感,有利于保護磁盤。我們可以在工程設(shè)計時,盡可能的讓工控機遠離震源大的工作現(xiàn)場;如果工作地點無法更改,我們還可以在工控機柜、箱體下墊置海綿、可緩沖性物體以減小震動帶來的危害。
5、 空氣中的可吸入顆粒物多。很多工廠的原料大多需要粉料進行加工,加上外界空氣流動大、沙塵多,工控機內(nèi)容易集積大量粘糊狀積塵,造成工控機內(nèi)局部溫度過高,帶來