DCS及仪表维修技术的研究

DCS及仪表维修技术的研究

陈光磊

锦州石化公司121001

摘要：在未来的工业过程控制系统中，数字化信息技术的开发一定会推动工业生产向网络化、信息化、智能化、开放性方向发展。因此在石油化工企业中，加强对DCS及仪表维修技术的研究，可以在系统的设计、维护、使用中，不断地对其改进和维护保养，提升系统的运行效率，为石油企业的现代化建设发展提供技术支持。本文基于DCS及仪表维修技术的研究展开论述。

关键词：DCS及仪表；维修技术；研究

DCS是分散控制系统的简称，又叫集中管理分散控制系统。它是集计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术及网络技术为一体的过程控制和工程管理的控制系统。它兼有模拟仪表和数字仪表的优点。DCS实现集中管理分散控制，把危险分散到各个回路，满足了对生产过程进行控制的要求。特别近年来在工艺生产中得到了广泛的应用。但系统在运行当中还会出现各种各样的故障，其中包括硬件故障、软件故障、偶发故障及人为误操作引起的故障等。这就要求仪表维护人员在维护中作好事故预警及防范措施。

1DCS系统概述

在工业自动化中应用ＤＣＳ，需要针对ＤＣＳ应用存在的问题展开分析，通过优化网络运行空间、修复软件故障、网络检查确保网络能够正常工作。在此基础上，考虑到网络通信容易受到外界环境干扰，需要提出网络通信优化算法，使网络延迟和丢包率得到减少，继而使ＤＣＳ保持高效通信，满足工业自动化控制需求。DCS又被称作是分布式控制系统，通过一个系统网络为基础工作设施，实现对整个系统的集散性控制，这是对整个系统进行分布式控制的基本技术支持。DCS系统可以对化工企业的实际生产实现系统化、数字化的管控，对生产中存在的各项信息进行统一的处理，达到对网络节点的数字化控制。DCS系统因为具备高可靠性和开放性，可以灵活地运用于生产实践中的许多地方，实现对化工类企业生产流程的有效调配、管理，及时调整生产中各环节出现的问题，提高企业的生产效率。先进系统的引入可以对企业的化工生产现场实现更为优良的总线型控制，允许对现场进行区域的模块划分，达到冗余标准。此外，还可以对划分出的模块区域进行结构优化，使其更符合生产所需。

2DCS系统测试现状和挑战

项目越接近发布，产品越稳定，越需要使用创新的测试手段和复杂的测试场景，探索式测试为此提供了一种比较好的思路。探索式测试是一种软件测试风格，它强调测试人员的个人自由和职责，为了持续优化其工作的价值，将测试相关学习、测试设计、测试执行和测试结果分析作为相互支持的活动，在整个项目过程中并行的执行。它使用定义的比较笼统的用例进行测试。探索式测试不是自由的、散漫的测试，需要方法和经验，强调边测试边设计。DCS系统测试活动为经典的V模型，如图1“DCS开发测试模型”。在系统测试中，系统（包括上下位机软件、控制器、通信模块、IO模块）的功能和性能已经经过完整的测试，系统已稳定，BUG已收敛。在验收测试阶段，测试人员的工作职责不仅仅是模拟客户、市场、产品人员确认需求，还需要进一步把控产品质量。在验收测试阶段如果使用和系统测试一样的方法执行测试，很难再发现问题，原因如下：被测产品的免疫性会随着测试的进展越来越强；遗漏的缺陷大部分出现在比较特殊的场景中；固定的测试用例集存在测试盲点。

3DCS控制站设计

（1）机柜和电源

在系统设计上，为了提高设计思维屏蔽效果，保护人员生命安全，在设计安装机柜时要安装接地设置，将电阻控制在3Ω以内。在设计实践中，经常将风扇安装在机柜内部，有效散发出机柜热量，在使用期间可以让机柜得到降温处理。同时可以让内部和外部实现气流更替，避免有灰尘进入到设备的内部，在这个过程中使用正压进风的方式。在机柜温度降低到一定程度之后，使用过滤网进入机柜内部。在气温过热时或者气温过低时，设计人员还需要在机柜内部安装空调设施，实现温度控制。在控制站正式使用后，要加强交流供电系统的控制，保证系统安全性。在控制站提供电源时，需要选择双相交流电源，机柜附近存在大功率设备，设计人员要使用隔离变压器实现供电，使用初级线圈和次级线圈实现接地处理。在我国电力行业中，要求连续进行生产，需要设计人员在设计电源时采取不间断CPU，目前最常使用的不间断式电源包括在线电源和后备电源两种。

（2）输入通道和输出通道在控制系统中包含输入通道以及输出通道两个部分，这两部分含有多个种类和较大数量，设计人员设计DCS系统时，主要使用两种通道类型，一种是模拟量通道，另一种是脉冲量通道。首先模拟量输入通道需要设计人员生产连续性产品，将有效线路转化成对应电信号，让电信号可以传输到输入通道中。其次脉冲量输入信号，在仪表设备中计算装置传输脉冲信号，包括转速计装置以及涡轮计算器，设置脉冲量通道要求设计人员深入分析测量信号。在PI板上，安装计算装置以及标准电路，为工程量计算做好准备。

4系统的日常维护措施

在DCS系统运行过程中，每天一次对系统运行情况进行日常检查，发现问题及时查明原因并进行处理，做好记录以便发现系统故障的规律性，为系统点检提供依据。

4.1检查系统温度湿度变化情况应符合系统工作要求

保持机柜间的环境干净卫生，湿度及温度合适，做好防尘、防潮、防噪、防雷、防磁场干扰、防静电、防腐蚀措施，机柜风扇的检查维护及过滤网的定期清扫除尘。检查机柜室在用空调的运行情况及备用空调是否完好。

4.2工业自动化中ＤＣＳ的应用

在工业自动化控制领域，ＤＣＳ得到了广泛应用，比如在机械制造自动化控制、过程智能化管理等方面，ＤＣＳ可以用于实现仪表测量、设备处理和装置调节，实现工业生产过程的自动化操控。在系统软件方面，采用ＤＣＳ需要提供完整系统。

ＤＣＳ系统中，每个Ｉ／Ｏ模块都配有ＣＰＵ，能够实现网络信号质量的评测，并且实现标准变换。利用ＤＣＳ丰富的软件资源和上百种功能模块，能够实现简单控制操作，因此能够实现大、中、小控制功能，在工业监控、协调管理等各方面得到应用。但在接线方面，ＤＣＳ需要实现一对一接线，为每个仪器配备相应传输线，只能达到半分散效果，造成系统接线较为杂乱，即便简单控制线路也拥有较长信号传输线路，给系统应用带来了一定麻烦。而ＤＣＳ系统所处工业环境包含大量设备，在外界因素干扰下网络故障率较高。在网络通信信息量较多的情况下，容易出现信息负载大和信息相互干扰问题，导致系统通信安全性受到影响，无法满足工业自动化通信要求。

结束语

随着计算机和网络技术的飞速发展，自动化控制系统的结构发生变革，逐步发展出现了FCS、DCS、PLC等新型控制系统，并以迅猛的速度发展，其作为自动化技术中的热点，越来越受到自动化设备制造商的关注。这三种控制系统互有联系而又存在差异，这里主要对DCS系统进行叙述，探讨其系统特点及仪表维修技术。

参考文献：

[1]张黎娟.民用航空器电子仪表设备维修技术与方法研究[J].电子质量,2016(01):23-25.

[2]乔凤芹.控制仪表的维修技术研究[J].齐齐哈尔大学学报,2006(03):41.