談DCS集散控制系統(tǒng)的故障分析及運(yùn)行管理

張海龍

【摘 要】DCS集散控制系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，DCS集散控制系統(tǒng)能夠有效提升效率和自動(dòng)化控制水平。但是由于DCS系統(tǒng)本身比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)一些故障，基于此，本文就針對DCS集散控制系統(tǒng)的故障原因，并采取有效措施進(jìn)行運(yùn)行管理，對DCS集散控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行并發(fā)揮其應(yīng)用作用具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】DCS集散控制系統(tǒng);故障;運(yùn)行管理

隨著科學(xué)技術(shù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在生產(chǎn)管理領(lǐng)域中也開始廣泛的使用DCS集散控制系統(tǒng)，特別是化工企業(yè)中，DCS集散控制系統(tǒng)在其自動(dòng)化生產(chǎn)體系建設(shè)中應(yīng)用尤為普遍。相比于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，DCS集散控制系統(tǒng)能夠使生產(chǎn)以及管理效率得到提升，提高我國的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。但是由于DCS集散控制系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，操作過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)一些故障，這就需要加強(qiáng)對DCS集散控制系統(tǒng)的故障分析，明確其故障發(fā)生的原因，采取有效地運(yùn)行管理方法，保證其正常運(yùn)行。

1、DCS控制系統(tǒng)的內(nèi)涵及其應(yīng)用優(yōu)勢

DCS也叫分散式控制系統(tǒng)或者集散式控制系統(tǒng)，在我國控制系統(tǒng)發(fā)展序列里，DCS控制系統(tǒng)屬于第四代，其主要的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)不再局限于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，同時(shí)融入了網(wǎng)絡(luò)通信、參數(shù)顯示與自動(dòng)化控制等技術(shù)，由于在技術(shù)方面具有很強(qiáng)的綜合性，系統(tǒng)的配置更加靈活、安裝也更加方便，我們將DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用到中具有很多優(yōu)勢。

1.1系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可靠性

DCS控制系統(tǒng)在傳輸信號(hào)的形式方面進(jìn)行了改進(jìn)，將原來系統(tǒng)中的電磁模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，這種信號(hào)形式在傳輸中具有顯著的優(yōu)勢，比如不易受到干擾，信號(hào)傳輸質(zhì)量與精準(zhǔn)度都大大提高了，這就是DCS控制系統(tǒng)在應(yīng)用中的一個(gè)重要優(yōu)勢，即數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸誤差大大降低，信號(hào)傳輸過程更具準(zhǔn)確性，同時(shí)，由于傳輸信號(hào)更加簡潔，DCS控制系統(tǒng)的構(gòu)架結(jié)構(gòu)也就相對簡單化了，很多不必要的抗干擾器和線路都可以進(jìn)行簡化處理，這就使DCS控制系統(tǒng)的傳輸效率與傳輸可靠性進(jìn)一步得到了提升。

1.2系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)更加開放

DCS控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面采用了標(biāo)準(zhǔn)化的模式，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中會(huì)有主計(jì)算機(jī)對系統(tǒng)中設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行分析與控制反饋，并通過企業(yè)內(nèi)部以太網(wǎng)來進(jìn)行信號(hào)通信，因?yàn)槟K化與標(biāo)準(zhǔn)化程度強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)在開放性方面做的很好，這對于在控制系統(tǒng)中進(jìn)行子系統(tǒng)和模塊接入提供了不小的便利.

1.3對系統(tǒng)進(jìn)行安裝與維護(hù)都相對簡捷

由于企業(yè)具有其特殊性，比如生產(chǎn)的產(chǎn)品都是些化學(xué)品，不論是產(chǎn)品還是原材料都可能帶有一定的腐蝕性，因此中常常伴隨生產(chǎn)設(shè)備的損壞和頻繁故障，利用DCS系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測與信號(hào)數(shù)字的收集、傳輸與分析既可以保證數(shù)據(jù)真實(shí)性，又能對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化進(jìn)行及時(shí)展現(xiàn)，對于進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)維護(hù)工作效率的提升具有很大助力。

2、DCS集散控制系統(tǒng)的故障原因分析

2.1電源及通信干擾

DCS集散控制系統(tǒng)容易受到電源切換或者其它通信設(shè)備的干擾，從而不能正常運(yùn)行，這種干擾與DCS集散控制系統(tǒng)本身存在干擾信號(hào)問題有關(guān)，也與接地問題有關(guān)。在一些較大的工業(yè)企業(yè)中，大功率用電設(shè)備的啟動(dòng)和關(guān)閉會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，影響DCS集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至使其出現(xiàn)故障。為了避免此類干擾的產(chǎn)生，應(yīng)該采取屏蔽干擾和有效接地的方式。另外，要盡可能將DCS集散控制系統(tǒng)設(shè)置在遠(yuǎn)離干擾源的位置，如果出現(xiàn)短暫的超強(qiáng)干擾，需要進(jìn)行手動(dòng)控制切換，實(shí)現(xiàn)人員的現(xiàn)場控制。

2.2網(wǎng)絡(luò)故障及軟件故障

從結(jié)構(gòu)上來講DCS集散控制系統(tǒng)屬于局域網(wǎng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)組成相對較比簡單，所以在實(shí)際使用的過程中，網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生頻率也會(huì)增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在我國各大型工業(yè)或企業(yè)應(yīng)用DCS集散控制系統(tǒng)比較廣泛，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用后，反映出其發(fā)生故障的主要問題表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的線路不通暢或者IP地址不正確以及網(wǎng)卡出現(xiàn)故障等問題，一旦任何一種故障出現(xiàn)，都會(huì)導(dǎo)致DCS集散控制系統(tǒng)不能正常的運(yùn)行。

2.3DCS集散控制系統(tǒng)的人為因素

在使用DCS集散控制系統(tǒng)時(shí)，由于人為的因素導(dǎo)致故障也很多，比如工作人員在進(jìn)行操作時(shí)，不夠規(guī)范，進(jìn)行重復(fù)指令操作或缺乏對整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載考慮，超負(fù)荷的操作等情況，這種情況下，整個(gè)控制系統(tǒng)將會(huì)處于待反應(yīng)的狀態(tài)，影響整個(gè)DCS集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

3、DCS集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行管理措施

3.1DCS控制系統(tǒng)

要想保證DCS控制系統(tǒng)正常工作，相關(guān)人員需要注意以下幾方面問題：一是，檢查DCS控制系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行，最重要的檢查內(nèi)容就是信號(hào)干擾條件，保證電纜屏蔽性能夠順利進(jìn)行接地裝置，進(jìn)一步保證信號(hào)在傳輸過程中不會(huì)受到相關(guān)因素的干擾。二是，相關(guān)人員需要保證空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境。通常情況下，如果室內(nèi)環(huán)境濕度大，相關(guān)零件就會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，造成零件無法正常使用，如果室內(nèi)環(huán)境干燥就會(huì)出現(xiàn)靜電情況，造成設(shè)備零件損壞。因此，相關(guān)人員在工作過程中需要嚴(yán)格注意以下幾方面內(nèi)容，并針對性做好防范措施，從而保證DCS控制系統(tǒng)能夠正產(chǎn)運(yùn)行，且運(yùn)行中不會(huì)出現(xiàn)問題。

3.2DCS控制系統(tǒng)的狀態(tài)檢修

DCS控制系統(tǒng)的狀態(tài)檢修與傳統(tǒng)維護(hù)檢修工作的不同處在于，狀態(tài)檢修工作的進(jìn)行是以DCS控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)作為開展維護(hù)工作的依據(jù)，系統(tǒng)的狀態(tài)檢修工作是在DCS控制系統(tǒng)發(fā)出故障信息時(shí)才開始工作。一方面能夠有效降低電廠設(shè)備檢修工作中所耗費(fèi)的人力物力，提高檢修工作效率，另一方面根據(jù)狀態(tài)檢測信息來開展檢修工作，也能夠有效提高DCS控制系統(tǒng)檢修的針對性。為保證DCS控制系統(tǒng)狀態(tài)檢修基本檢修功能的實(shí)現(xiàn)，建立在線檢測系統(tǒng)是必要的環(huán)節(jié)。通過信息化手段，實(shí)現(xiàn)電廠DCS控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中的設(shè)備狀態(tài)與設(shè)備故障問題的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過信息的收集、分析以及處理，從而保證在DCS控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題前利用對信息的有效分析來提前預(yù)測故障.

3.3合理制定DCS控制系統(tǒng)設(shè)備的備件管理計(jì)劃

首先，在DCS控制系統(tǒng)設(shè)備備件的出入庫過程中需要進(jìn)行嚴(yán)格登記，對于設(shè)備的入庫數(shù)量以及設(shè)備的出庫使用都需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行登記，保證備件的保管能夠合理化。其次，需要建立數(shù)據(jù)庫中心，有針對性的分析電廠DCS控制系統(tǒng)設(shè)備中較為常用的備件，從而合理管理庫存，避免浪費(fèi)。最后，還需要做好嚴(yán)格的備件質(zhì)量控制工作，在備件入庫使用前需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，避免質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的備件引發(fā)設(shè)備故障問題。

3.4建立良好的運(yùn)行氛圍

對于DCS集散控制系統(tǒng)來說，良好的運(yùn)行環(huán)境是保證其正常運(yùn)行的首要條件，所以要建立良好的DCS集散控制系統(tǒng)運(yùn)行氛圍，做好此處的衛(wèi)生工作，控制合適的溫度、濕度，并采取防止磁場干擾的措施。對于一般的DCS集散控制系統(tǒng)來說，運(yùn)行溫度不應(yīng)該超過50℃，防止出現(xiàn)計(jì)算機(jī)散熱過慢。導(dǎo)致系統(tǒng)過熱，從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外為避免灰塵和磁場的影響，還應(yīng)該采取防塵措施和控制電磁場設(shè)備的應(yīng)用。

結(jié)語

DCS集散控制系統(tǒng)是當(dāng)前比較廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)，提高對這一系統(tǒng)的故障的分析能力和運(yùn)行管理能力，及時(shí)解決出現(xiàn)的問題并防止故障出現(xiàn)影響正常工作是目前這一領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。綜上所述，應(yīng)該不斷提高維護(hù)管理人員的業(yè)務(wù)水平，認(rèn)真分析故障原因，做好運(yùn)行管理，確保本系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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