化工廠DCS系統常見故障分析及應對策略探討

（新疆天偉化工有限公司，石河子市，832000） 郭興圓

伴隨計算機以及網絡技術的不斷發展，信息技術日益更新，這在很大程度上帶動了控制系統的進步，特別是分布式控制系統獲得非常明顯的進展。DCS需具備實時把數據與信號傳輸至上一級的性能，不存在任何的滯留現象，這同樣屬于判斷DCS系統性能高低的關鍵指標之一。當前，一些企業引入了DCS系統，將其當做控制系統，同時，部分公司還把電氣控制與其進行結合，DCS控制系統質量高低決定著其控制的設備的運行狀況，并能夠關系著公司的健康持續發展。另一方面，用戶的需求同樣在逐漸提升，使得DCS系統面臨一系列新的挑戰，DCS系統必須始終和新設備相匹配，電廠的許多設備為能夠實現智能化控制，同樣在推動這一個系統不斷向前發展。然而，所有設備與控制系統均無法避免出現這樣那樣的故障，使用的時候，DCS系統同樣也發生一些問題，控制系統出現故障的時候將會對電廠的順利運行產生負面作用，甚至會引發較為嚴重的事故，對電廠職工安全生產造成影響，使得電廠蒙受很大的損失。鑒于這一個方面的原因，必須熟練要掌握DCS系統的常見問題及解決措施，才能防止重大事故的發生。因此，根據DCS系統的構成及其功能特點，研究了其各種故障及其具體的原因，并提出解決方法。

1 DCS系統的構成分析

DCS系統構成十分靈活，通常情況下，DCS控制系統主要涉及到以下五方面內容：也就是I/O板、控制器、操作站、通訊網絡、圖形與編程軟件。I/O板主要是負責連接系統和現場儀表。屬于DCS系統進行數據傳輸的通道，控制器屬于整個DCS系統的關鍵部件。操作站屬于人機接口的界面，其作用是顯示畫面、報警、操作等。通訊網絡屬于DCS的骨架，主要是用來傳輸系統的數據，關系著DCS系統的工作效率，并且還決定著系統的性能。圖形及編程軟件是系統實現的前提條件，保證整個體系的功能可以運行。

從結構的層面進行分析，整個系統主要包括過程級、操作級、管理級。在這里，過程級屬于實現功能的部分，主要包括過程控制站、現場儀表、I/O單元。操作級主要負責DCS的組態與操作，具體來說，主要包括工程師站與操作員站。

2 主要功能分析

2.1 具有十分穩定的性能

DCS系統主要通過容錯的設計樣式實現的，將其具有的控制特征設置到不同的計算機中來獲取，其功效等均為獨立的，這樣如果其中某臺計算機出現故障，不會對整個系統形成不利影響。同時，對于想得到的相關功效，主要通過配備特定軟硬件的電腦來實現，使得其穩定性明顯增加。

2.2 具有十分良好的公開特征

這一個系統通過模塊化、開放式的設計，同時其中的每一個電腦通過局域網來傳輸數據，如果對其功效進行拓展，新的設備可以與通信網進行充分的連接，而不會干擾到其他設備。

2.3 控制功效十分大

DCS系統之中具有大量的控制算法，同時具有順序、連續、批處理控制等眾多功能，能夠實現各種先進控制，同時可以非常便捷的加入一些特殊控制算法。

2.4 便于進行維護

DCS系統具有較高的靈便性，系統引入了功能單一的專用計算機，這樣對其進行維護就變得十分容易。要是某個部分出現故障，并不會影響到整個體系，還能夠實現在線的更新，盡快的解決問題。同時協調性相對較好。

3 DCS系統的常見的故障與原因分析

網絡與信息技術屬于這一個系統的核心，因此其往往將在這兩個環節產生故障，大體上包括網絡的掉線、設備停機等諸多方面。上述各種問題均能夠對其順利運轉產生負面作用，比較來說，軟件具有相對較高的可靠性，硬件通常會發生一些問題，評定某系統性能高低的依據是看其是不是可以隨時向上一級傳輸信息，然而，經常會發生傳輸滯留現象，具體包括以下幾方面原因。

（1）平時情況下，系統一般都是通過詢問的形式傳輸數據信息，均利用網絡來實現數據的傳輸，在傳送過程中，將向許多網絡節點查詢這方面的信息，必須逐一來查詢，當所傳輸的數據量非常大的時候，在這種情況下，將導致信息傳輸發生滯留現象。

（2）信息傳輸過程中，還可以利用數據線來實現，這樣要是數據線出現斷裂，則將會導致信息傳輸發生滯留。

（3）我們知道，DCS系統屬于分布式的，正是這一個方面的原因，其將控制若干設備同時運行，然而，許多設備停止運行，同時許多新的設備啟動，將導致未減少已停止的控制點，反而將增多新的控制點，這樣就將產生許多無用信息數據，并且從另一方面來說還減小傳送的速度。

（4）驅動與軟件未及時進行更新，無法與硬件保持匹配，同樣能夠使傳輸速度減小。

（5）正常控制的時候，將獲得大量數據，要是它們未獲得盡快的傳輸，則非常易于導致數據的積累，并且能夠導致其擁堵，這樣同樣能夠減小傳輸速度。

（6）要是在運行過程中，存儲器與控制器溫度過高，這也將使處理數據的速度減小，引起數據的擁堵，同樣也可以減小其傳輸速度。

4 應對措施

為確保系統運行處于可靠、安全狀態，具體措施包括以下幾方面。

（1）網速對傳輸速度具有影響，所以，應當配置于網線上一個測量網速的設備，通過這種方式隨時進行檢測。并且需要檢測系統的穩定性，避免在系統不好時傳輸數據信息。

（2）當DCS系統控制若干設備同時運行的時候，若其中的許多設備停止工作，但是許多新的設備又啟動，在這種情況下，應當去掉停止工作的控制點，通過這種方式來防止傳輸那些無用數據。

（3）應當及時對系統相關硬件設備進行更換，始終使系統傳輸具有較高的先進性。計算機與網絡技術更新換代非常迅速，要是用戶的設備不能及時進行更新，則非常易于被淘汰，在競爭過程中很難取得優勢。唯有確保信息傳輸設備的先進性才能夠充分確保網絡的連續性與穩定性。

（4）一些工作對網絡連續性與穩定想具有相對偏高的要求，對這樣的工作，可以通過余度技術把若干電腦進行聯合，構成計算機組，里面存在一個主機，別的電腦都是副機，當主機的網絡中斷的時候，還能夠通過副機來確保工作繼續進行，從而能夠防止由于網絡中斷而對用戶產生不利影響。

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