DCS集散控制系統的故障原因及運行管理

王 俐 李樹強 蔡文超

（1、新疆油田公司彩南油田作業區，新疆 阜康 831511 2、大慶輸油氣分公司，黑龍江 大慶 163458）

當前工控機仍以大系統、分散對象、連續生產過程(如:冶金、石化、電力)為主，采用分布式系統結構的分散型控制系統仍在發展。由于開放結構和集成技術的發展，促使大型分散型控制系統銷售增加。分散控制系統英文編寫為DCS，它是計算機技術和自動化技術發展的結果。機組容量不斷增大，參數不斷提高，為DCS應用創造了廣闊天地；隨著DCS系統的廣泛使用，為機組安全經濟運行提供了有力保障。但發生故障時，會造成裝置停車甚至事故，各種故障如何及早發現及恰當處理就顯得非常重要。

1 故障原因及處理

1.1 查看監控畫面的數據

經常變化的數據長時間不變，且幾個數據或所有數據都不變；控制分組畫面中，手動自動無法切換，或手動輸入數據后，一經確認，又恢復為原來的數據，修改不過來；趨勢圖畫面中，幾條趨勢都為直線不變；監控畫面中，多個數據同時波動較大。

判斷波動數據是否為工藝上相關參數，若是相關參數則通知儀表及微機人員檢查，看是否某調節系統波動引起相關參數變化，同時將相關調節系統打到手動狀態，必要時到現場進行調節。這種情況是由于幾個相關參數中某一參數波動引起其他參數變化，并不是控制系統本身故障。

若波動數據工藝上彼此并無直接影響，則可能為微機某卡件發生故障，立即將相關自調系統打到手動調節，必要時到現場進行調節，同時，通知微機及儀表人員檢查。

1.2 查看操作站工作情況

當發現某個操作站死機，監控畫面數據不刷新，調節畫面不起作用，查看右上方系統報警指示燈是否正常，并檢查其他操作站是否工作正常，若正常，則僅該操作站有問題，通知微機維修人員修理。若其他操作站數據也不變，則為系統通訊網絡出現故障，立即通知維修人員檢查網絡設備的運行情況，進行修復。

1.3 觀察操作站的斷電情況

若部分操作站突然無顯示，則說明UPS或市電斷電，立即通知微機維修工進行維修。若有電的操作站可正常監控，此時不會影響控制系統的正常調節。

1.4 注意控制站全部斷電的情況

電源故障問題較多，保險配置不合理，備用電源不能自投，電源波動引起保護誤動及接插頭接觸不良易造成無電源。針對電源故障處理相對比較容易。首先，認真核對保險的配置及容量，真正起到保險的作用；其次，UPS的配備很重要，它可以在電源波動時也能保證系統正常供電，而且要考慮冗余和備用問題。由于所有控制站設備均為雙路供電，一路UPS，一路市電，所以這種情況的發生幾率很小。

當控制站全部斷電后，監控畫面上兩個系統報警紅燈亮，通訊中斷，數據全部不刷新，所有自調系統完全失控，調節閥將恢復到初始狀態，氣開閥全關，氣關閥全開。此時，應立即緊急處理或停車，同時到現場進行操作。

1.5 注意所有操作站全部斷電的情況

此時，查看控制站電源指示燈是否正常，卡件診斷指示燈有無故障紅燈，綠燈表示卡件正常工作，若以上都正常，則可以確定控制站工作正常，自調系統工作正常，只是操作工暫時看不到監控畫面，且不能對現場進行遙控操作，立即通知微機維修人員進行維修，并到現場進行監控。

1.6 調節閥儀表氣源壓力低或儀表空氣全部斷氣

當發現多個自調系統失靈，監控畫面上自調閥閥位在全開或全關位置，立即檢查儀表氣源壓力，若氣源壓力小于0.4MPa，則不正常，檢查氣源管道有無堵塞或漏氣現象；若氣源壓力小于0.2MPa，立即進行緊急停車。將監控畫面上的自調系統全部打到手動，將調節閥閥位調到安全位置，通知儀表工檢查氣源，同時到現場進行操作，關閉調節閥兩端的截止閥，用旁路閥操作。

1.7 過程通道故障

過程通道故障出現最的多的是I/O卡故障:I/O卡故障一般的判斷與處理，通過系統診斷，更換通道或通過更換備用件處理，至于其內部元件老化或是其他原因造成的損壞，一般熱控制人員不好判斷。I/O卡的檢修一般是由廠家處理，目前的熱控檢修人員的手段還不能達到像檢修常規儀表那樣檢修。而且生產廠家的I/O卡件已制造成一體化的趨勢，這樣只能購買備件。好在這類故障只是在調試階段出現較多，正常運行中出現幾率很低。一次元件或控制設備出現故障有時不能直接被操作員發現，只有異常或報警后才通知熱控人員處理。這樣對檢修人員和運行人員的素質要求就要提高，運行人員要詳細介紹故障前后的狀態便于熱控檢修人員能夠快速、準確地處理缺陷，減少故障的擴大化，另外許多DCS廠家在產品宣傳上都支持卡件熱撥，做為控制人員，在運行中更換卡件時一定要做好安全防護措施否則會引起系統變化或負荷變化，尤其數字量卡件。

1.8 球標操作不正常

一般是由于機械裝置長期工作、老化、污染、點通斷不可靠、電纜插件不牢等這樣的就需要換檢查即可。

1.9 控制操作失靈

由于球標的操作信號沒有正常改變過程通道的狀態造成操作失效，這是兩個方面造成的，一個方面是軟件缺陷，另一方面是硬件本身故障狀態，針對這樣的缺陷通常做法檢查過程通道功能正常后，再檢查操作遠必要時進行重起初始操作。

1.10 薄膜鍵盤不應用

主要是鍵盤接觸不良信號，電纜松動或主機誤動鍵盤，或啟動不完整，都可以導致其功能不正常應用，針對不同情況處理。

1.11 干擾造成的故障

對于干擾主要是接地問題，備用電源的切換和大功率的無線通信設備如手機、對講機等。另外還有DCS系統的干擾信號可能由本身造成的。那么對于DCS系統的接地問題越來越引起人們的重視，尤其在電力行業,大功率電器設備的啟動和停止都會干擾DCS的控制信號，造成不必要的故障。為了防止干擾信號串入系統，嚴格執行屏蔽和接地要求和方式，信號線遠離干擾源，同時采取防電源波動措施。主/從過程處理機之間在機組運行時，除非萬不得以，盡量不要人為切換，已防產生干擾，如必須切換，應采取措施，先將控制切手動，以免對機組運行工況產生影響。對電子設備間、工程師站等重點部位，應絕對禁止使用大功率無線電通信設備。

2 運行管理

DCS系統的運行管理是指系統的巡檢，熱工保護的投退，DCS軟硬件的監督管理。

2.1 軟件的備份管理，應用軟件（數據庫）應及時備份，對極小的改動可做記錄；對數據庫的修改同時要保存到工程師站，還應保存到軟盤或其他硬盤上。但注意備份磁盤不應超期使用，以防數據丟失。

2.2 軟件檢查與功能試驗，應按照計算機設備的通用方法檢查，主要是檢查各級權限的設置；嚴禁使用非DCS軟件；嚴禁未授權人員進行組態。

2.3 熱工保護的投退應嚴格執行工作票制度，檢修某一運行設備時，要采取正確隔離措施，以防發生相關設備的聯反應。

針對以上常見故障，為了避免故障的發生和減少發生的次數，應制定嚴格的檢修、維護和定期檢查制度，認真填寫DCS設備巡視檢查卡，對各種小缺陷及時發現及時處理，DCS發生故障時，操作工應掌握一定的判別方法，及早發現問題，進行適當處理，可以避免或者減少對工藝控制的影響。

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