DCS系統的維護與實踐運用研究

摘要：近年來，科學技術的革新，成為各個行業領域高速發展的驅動力，DCS系統的研發與應用，令整體工業化操控程序不再局限于單一化的指令對接傳輸，而是以分散形式為主，極大提升工業化操控效率。基于此，文章對DCS系統特性進行論述，對DCS系統的維護工作進行探析，并對維護工作的實踐應用進行研究。

關鍵詞：DCS系統;維護;實踐運用

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1009-3044（2020）21-0206-02

集散控制系統（DCS）是以計算機為平臺，在通訊技術、控制技術、模塊化技術的支持下，實現以系統為中心的集中式操控、分層式管理。DSC系統的信息實時傳遞、可拓展特性，可傳遞對大容量信息進行實時傳輸，確保機械設備可保持最優的性能。從信息傳輸角度來看，多架構信息傳輸形式，可令系統本身具備多線程的決策能力，但在長時間、高負荷的運行下，系統運行效率也將隨之降低，為確保系統運行的高效率性，需對系統進行定期養護，令系統可進行精密化、定向化操控，為整個機械體系的運行提供保障。

1 DCS系統特性論述

DCS系統將控制模塊與監控模塊進行整合，在數字化通信技術的應用下，令系統本身具備多模塊操控的能力。與PLC控制器相比，DCS系統操控面更廣，從控制上位系統來看，DCS系統是涵蓋PLC控制器的，DCS系統的控制站可實現遠程操控、PAC等，同時DCS系統擁有更為強大的適用能力，在運行過程中可進行自調控管理，并依據系統內部參數的設定進行自主化操控。DCS 系統的特性包含下列幾方面。

可靠性，DCS系統在進行控制時，可進行多臺控制器的同步處理，且每一臺設備在結構的高容錯架構下，如其中一臺控制系統失效，將不會對其他設備造成影響，可以將其看成是基于信息同步的并聯式系統。同時，由于設備承擔任務相對獨立，可依據設備所擔任的職能為其設定獨立的操控結構，令系統不再局限于單一化的運行中，以此來提升系統的穩定性。

開放性，DCS系統搭載的計算機設備是以局域網進行連接的，如系統進行拓展時，無需對原有的架構進行重新設定，只需將設備連人局域網絡體系中便可，此過程中其余設備仍可保持正常的工作狀態，不受干擾。

功能性，DCS系統的應用功能主要體現在控制體系中，其可進行耦合控制、信息前饋控制、預測控制等，同時依據系統本身特性可隨時進行控制方法的補充。在不同應用場合，DCS系統所起到的控制功能也具有一定差異性，如在生產監控中可實現自控制，在工序管理中可實現多點為線程管理。

2 DCS系統的維護

2.1前期準備工作

DCS系統在長時間的工作狀態下，系統性能將下降，令系統本身運行效率降低，為此，技術人員應定期對系統進行運維管理，確保系統保持最佳的性能應對應用形式。在維護處理初期，技術人員應對系統的總成進行全方位認知，了解每一項細節在系統中存在的價值，以此來進行逐一排查與養護。例如DCS系統內的XDPS模塊，其是由分散處理單元（DPU）、人機交互界面（MMI）、數據網絡等組成，技術人員在進行運維時，則需要對系統內模塊的功能進行了解，找到各個模塊的功能。同時，應對系統內信息處理工序進行了解，針對不同信息的分流形式來判斷某一時間節點下數據流量的大小。此外，DCS系統的硬件、軟件也是故障高發區域，例如外接開槽、分散處理接口等，當此類部位損害時，將導致系統無法對各類數據信息進行備份存儲，極大降低系統的運行性能。技術人員在運維管理中，應加強日常養護力度，針對系統易出現的隱性問題制定預測舉措，做到防患于未然，確保當DCS系統出現問題時，可第一時間解決，保證DCS系統運行的流暢性。

2.2 系統運行過程中的維護

DCS系統運行是搭載計算機設備來實現的，DCS系統運行過程中是離不開電力支持的，為此，應最大限度地對電力供應系統進行防護。例如在電纜夾層處應加大防護力度，將上位承接設施的機柜電纜人口處進行封閉處理，避免腐蝕性雜質、小動物等進入內部，造成電纜的損壞，此類故障屬于隱性問題的一種。系統運行過程中，應定期對系統易卡部位進行處理，對于裸露在外的元器件則應進行絕緣包裹，防止人員誤觸碰產生靜電導出效應對精密元器件造成損毀。工作人員在對精密性元器件進行處理時，必須帶上防靜電設備，避免設備本身產生過荷載現象。如DCS系統在運行過程中，出現監測點跳變現象，一般是接地柜端子松動、電磁干擾等產生的，技術人員在管理過程中，應對DCS系統的信號源進行屏蔽檢測，最大限度地隔離信號源與干擾源。技術人員應對DCS系統搭載的存儲模塊進行檢測，由于DCS系統在運行過程中，工作時段下將承接大量的數據信息，其中沒有價值的信息將占據一定的存儲空間，嚴重影響系統運行的性能。為此，應對DCS系統的存儲空間進行定期清理，并將具有一定價值的信息導人移動存儲設備中進行保存。

2.3 系統運行后期的維護

DCS系統運作過程中，硬件設備將產生靜電，對空氣中的灰塵起到吸附效果，為此，技術人員應在DCS系統停止運行后，對硬件設備進行清灰處理，且應對硬件的損耗程度進行檢測，硬件設備的檢測并不體現在系統的操控性能中，如硬件設備的線路連接處于虛接狀態時，則應及時進行更換處理，以防止DCS系統運行到重要節點處，線路斷開造成系統無法運行。DCS系統長時間高負荷運行中，內部CPU主板的溫度處于長時間高溫狀態，可在室溫冷卻下在外部抹上硅脂散熱膠體，確保CPU主板在運行過程中可迅速降溫，提升DCS系統的運行效率。此外，應對DCS系統的散熱器進行檢測，如存在老化、故障等風險時，應及時進行更換處理。

3 DCS系統的實踐維護措施

以某工廠DCS系統控制的工作機組為例進行運維養護處理，經詳細數據表明DCS系統在現場控制過程中，某一時間節點下故障率高達0.78%，全年故障平均率約為0.38%，當系統運行時長加大時，甚至出現信號失真、文件丟失、系統閃退的現象。

在對DCS系統進行維護時，針對信號失真現象，由于工廠DCS系統運行采用的是以太網體系，此過程中用戶相當于串聯在網絡體系中，如終端系統設備增加，則網絡荷載量將加大。當荷載量超出以外網的最大運行參數時，用戶如繼續進行信息傳輸，則必然造成信息沖撞產生重疊、堵塞的現象。為此，應對分散處理單元（DPU）進行升級處理，并對DCS系統通信協議進行同步轉變，提升系統的荷載量。

在對文件丟失問題進行處理時，可由控制站人手，將支持文件傳輸的上位系統進行檢查與更新，然后在測定供電系統是否可支持文件上位系統的運行。

系統閃退問題產生的主要原因是由于支持系統的軟件、硬件無法同步支持兼容體系，如系統存儲模塊在長時間運行下，必然造成實體化與虛擬化的脫離現象，加大內存占用量，當內存空間不足以支持系統運行時，則必然導致系統或其他程序出現無故終止運行的情況。為此，應定期對系統操控中心進行清潔處理，利用硬盤壓縮程序對系統存儲硬件進行清理，以釋放更多的存儲空間，提升DCS系統的應用性能。

4 結語

綜上所述，DCS系統的集散式工作特點，奠定其在工業體系中的地位，為最大限度地提升DCS系統應用質量，技術人員應定期對系統進行運維養護，針對DCS系統易出現的問題點設定獨立的維修方案，以保證系統運行的連貫性。此外，技術人員應加大自身專業技能的學習，通過提升知識儲備，更全面的應對系統運維工作。

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【通聯編輯：張薇】

作者簡介：李永成（1973-），男，工程師，本科，研究方向：工業自動化儀器儀表工程。