DCS控制系統在工業自動化中的應用

佘辰

【摘 ?要】隨著經濟的發展，DCS控制系統也在發展，該系統是將計算機與很多項計算相結合形成的產物，在進行企業生產管控的設備，其保障機組運行的安全性和可靠性。但是在運行中受到一些因素的影響依然會出現故障，因此必須采取相應措施進行維護，以確保其在工業自動化應用道路上越走越遠。

【關鍵詞】DCS控制系統;工業自動化;應用

引言

在DCS控制系統中，其控制中樞是電腦，其橋梁是互聯網，它利用過程的監控去實現有效率地控制多種工業設備，并進一步完成有效控制生產的全過程。運用了多項技術，例如計算機、多媒體及網絡通訊等多種技術。有著很多特點，可以給予通訊以及人機界面多項不一樣的功能。針對網絡這一節點，DCS的網絡應該是控制系統的中樞神經，并且該網絡有著很強的安全系數，可以全面保證設備安全。同時，引進雙冗余的控制系統技術。在該系統運行的過程中，如果某環節中的關鍵控制單位出現了故障，一貫做法就是將有關的冗余單位快速轉移到別的程序部里，以此確保該單位的安全。

一、DCS控制系統概述

在工業設計中，系統網絡是DCS的主要框架，是核心部位，而且網絡直接影響著整個系統，能確保系統具備實效、可靠等功能。系統在具體運行環節，每個節點上下網都是隨處可見的，所以會經常出現網絡重新建立，這一操作對系統的正常運行不造成直接影響，由此可見，系統網絡具有很強的在線網絡重現構造功能。與此同時，DCS可以對現場進行I/O處理，并且實現數字化控制，通常，DCS要在現場進行I/O控制站設置，其目的是分擔系統的I/O功能和控制作用，從而大大提高系統的可靠性，促使整個系統的使用性能有所提高。DCS控制系統中的結構基礎是計算機網絡，和網絡中的三種節點進行連接，分別是針對DCS管理監督人員的工程師站和過程控制現場的I/O控制站。工程師站能夠利用微型計算機實施離線組態配置。在實際操作的過程中，能夠將對應模塊從顯示屏中展示出來，隨后將一些特殊規定填寫進去。在進行此類操作過程中需要注意及時改善控制方案。具體組態措施如下，首先應該建立目標工程，并以此目標工程為基礎創建工程數據目錄。在確定好后再確定清單測點等內容，比如測點分配和IO單元配置等。可以通過圖形方式進行設備組態，因為系統網絡中的所有設備都和相應的圖形一一對應。

二、DCS控制系統應用中的主要問題和解決措施

（一）軟件設備

這樣的故障是在應用軟件里出現的，更為常見地涵蓋了兼容性低、不可以下裝和軟件缺陷導致的故障等。具體來說就是針對DCS控制系統，它的軟件大致上涵蓋了操作員站、組態、工程師站以及服務器等多種軟件。其有著不一樣的功能以及特征，通常來說其服務商也不一樣，有些時候彼此之間會產生沖突，從而導致系統不能正常運行。在軟件出現故障問題時，可以通過下面幾種方法進行有效解決：首先是檢測軟件系統兼容性，看是否為兼容性問題所導致的故障。其次是測驗下裝軟件，排除這一環節的問題。最后是針對軟件的應用制定有效的管理機制，同時在相關活動中促進軟件系統的不斷優化，通過硬性體系規范軟件應用，降低故障問題的發生頻率。一種以ARM分布處理結構為基礎的設計，這一單元結構包括電源管理、存儲器模塊和上層網絡模塊等部分。實際上這一單元結構由存儲模塊和控制器兩部分內容構成的。相關工作原理如下，在上層模塊中設置有分布處理單元和冗余網絡實施數據交換的區域網絡，至于下面的單元模塊則是由兩個主次分明的485網絡所構成。

（二）操作過程

這種問題的主要特征有，設備經常死機，不接收指令或者不能正常操作等。上面提到的問題產生的原因主要涉及到以下幾點：第一，電腦問題，比如說在病毒侵入時電腦無法運行或者網絡遲緩。第二，MCU的容沒有正確地設置量，或者在很長一段時間內沒有對機箱進行清理，引發了風箱故障或者內存卡接觸不良。上面提到的故障都可能引起電腦死機或者藍屏出現。要是想解決這種問題，就要落實日常的維護工作，具體內容涵蓋了以下幾點：第一，要科學合理的選用殺毒軟件安裝應用，定期的進行殺毒處理同時要及時更新病毒數據庫，從而確保電腦運行在安全的環境下。第二，要合理的設置MCU容量，避免它的容量過高或過低情況的出現。

（三）干擾因素

DCS控制系統在操控過程中會傳達下大量的指令信息，其中還涉及到各種數據信息。一旦通訊過程受到了一定的影響，比如電磁繞組影響模擬量，或是通訊設備受到各種因素的影響等，在出現這一情況問題時，就會影響設備的正常運行狀態，導致通訊設備失靈。為了能夠有效解決這一問題，需要對設備實際接地狀態進行詳細檢查，增加設置相應的濾波設備，利用這種形式降低變頻器內的載波頻率，消除外界因素的不良影響。隨著信息技術的發展，DCS控制系統也逐漸朝著智能化、開放化和集成化的方向發展，創建了一種開放式的信息系統，和相關管理信息緊密聯系起來，實現全數字技術，并發展成為一種新型的DCS控制系統。在管理過程中應該做好DCS控制系統的維護工作，促進系統的穩定運行。在實際操作過程中為了徹底消除DCS控制系統中的缺陷問題和異常，需要不定期地實施檢查巡視。首先需要檢查操作員站、電源、通信網絡等單元的運行狀態，激活其它的冗余設備。此外還要保持DEH系統和DCS控制系統之間的同步性。

三、DCS系統維護的分析

隨著信息技術的不斷發展DCS系統也逐步向集成化、開放化、智能化方向發展，實現了開放式的通信系統，與管理信息緊密的結合，使其能夠實現可靠的實時全數字技術，將成為新一代的DCS。但是在應用中也要注意DCS系統維護。實際中，為了掌握DCS的運行及發現和消除運行設備的異常和缺陷，我們要及時對DCS設備進行不定期巡視檢查。首先要檢查的就是工程師站、通信網絡、電源、操作員站等狀態是否正常;其中它的冗余設備應處于激活狀態。同時還要做好DCS系統與DEH系統是否同步等。除此之外，還要做好對那些發現參數異常現象應及時進行檢查或校準，并做好記錄;對歷史數據存儲設備應處于激活狀態;軟驅及光驅在使用一段時間后，要定期清洗。并且要做好模件進行檢查和試驗的試驗控制柜。試驗控制柜應該具備對各種模件、穩定性檢查的功能，以便對電纜、端子板及電源進行可靠性、功能性、穩定性檢查。

四、結語

因為DCS控制系統本身就有著自動化以及較高的安全系統等特點，所以在工業生產活動中，其應用也日漸廣泛。在實際的生產活動里，很多因素影響著這套系統的運行狀態，導致故障發生，這樣就需要采取相應措施加強維護工作，保證故障發生范圍不斷減少，降低損失，推動工業的可持續發展。

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（作者單位：煤炭工業合肥設計研究院有限責任公司）