探讨DCS控制系统在自动化工程中的调试马园春

探讨DCS控制系统在自动化工程中的调试马园春

马园春

（黑龙江省牡丹江北方水泥黑龙江牡丹江157041）

摘要：DCS控制系统安装与调试对保证工程安全运行和提升化工企业生产效率具有重要意义，通过科学合理的方式对DCS控制系统进行调试，不仅能够保证系统运行的安全性与稳定性，同时充分满足自动化工程的实际需求，对提升能源利用效率具有积极作用。本文对DCS控制系统在自动化工程调试中的问题进行分析，最后提出了DCS控制系统在自动化工程调试中的措施。

关键词：DCS控制系统；自动化工程；调试

近年来随着计算机控制水平的不断提高以及科学技术的快速发展，DCS控制技术也愈加成熟。而且这种控制系统组态方便，价格便宜，不需要占用大量面积，因此在许多领域都得到了广泛使用，可以说DCS控制系统的运行直接关系到企业的生产经营过程。其中DCS控制系统是自动化设备中重要组成部分，保证DCS控制系统在自动化工程安装的合理性与科学性，并加强设备调试，最大限度的发挥DCS控制系统在自动化工程中的作用，不仅能够保证企业安全运行，同时对提升化工企业生产效率具有重要意义。

一、DCS控制系统在自动化工程中安装条件

DCS控制系统在自动化工程中安装过程中必须满足条件：一是接地条件，DCS控制系统在安装过程中应将地面作为基础电压的参考依据，一旦设备或供电在运行过程中出现问题时，可充分利用接地系统承担超载电流，为DCS控制系统屏蔽干扰因素，从而保证系统正常运行。其中在接地过程中为保证DCS控制系统的稳定性，应重点检查焊接稳固性、震动后螺丝情况、各连接点腐蚀情况、电网以及地线准确性[1]；二是电缆使用，在DCS控制系统调试期间电压迅速属于正常现象，但余压迫使其它设备无法运行则是电缆强电、弱点分层敷设问题，在强烈干扰下出现感应电压，导致设备指示信号灯始终处于不准备状态，在此影响下DCS仪表为保护正确动作未能进行自动化投入。对此应严格处理电缆强电、弱电分层化，减少热源干扰。

二、DCS控制系统应用的问题

考虑到DCS控制系统的特殊性，在实践过程中需要对存在的问题进行分析，考虑到实际特点和应用指标要求，如果存在系统处理不合理或者其他问题，必然会导致系统受到影响。以下将对DCS控制系统应用问题进行分析。

1、热工电源、接地、系统防护部分。DCS对电源品质的要求越来越高，设计布置也越来越完善。在重要场合设计中采用UPS电源、保安电源供电双切电源或采用双路UPS双切电源，使得电源的安全可靠性大大提高。但在实际应用中发现由于工程施工、产品质量因素，DCS电源仍存在许多问题。DCS系统属于一级用电负荷，供电的突然中断会导致整个系统瘫痪，甚至造成设备损坏，引发重大生产事故。DCS接地、屏蔽也是严重影响系统稳定的因素之一。必须确保控制站机柜与地的可靠绝缘和机柜母线的可靠接地；机柜等设备须配有防振措施；在铺设电缆时，尤其要注意将强电和弱电分开，屏蔽线必须可靠接地，并具有抗干扰能力，系统接地电阻应不大于2Ω；特别是汽机振动系统、温度测量系统，都对屏蔽要求极高。

2、干扰问题严重。DCS系统本身比较复杂，考虑到控制系统运行的特殊性，在信息信号分析过程中，必须对外界环境进行评价。如果系统接地电阻或者链接方式达不到理想的应用要求，会导致网络通信效率降低，甚至会出现误码的现象，后果可大可小，轻则导致部分系统无法运行，重则导致网络系统瘫痪，直接受到干扰。考虑到DCS控制系统电源质量的特殊变化，为了避免对电压稳定性产生影响，要最大程度降低电源故障，必要时切断电源。以系统工作设定要求为例，如果不存在干扰的现象，系统本身可能受到影响，如果无法适应主机和备用机器的要求，大功率设备无法应用，直接影响系统正常运行。

三、DCS控制系统在自动化工程调试的问题

1、调试问题。DCS控制系统在自动化工程调试中时，主要有两个频繁出现的问题，其中包括：一是在未进行受电的前提下，模件和CPU损坏问题频繁出现，导致设备运行故障，给自动化工程增加安全隐患；二是当接地出现错误时，则致使强电窜入，在高电流运行状态下，DCS设备模件被严重损坏。这两个问题在DCS控制系统调试过程中经常发生，给自动化工程正常运行造成影响。

2、程序问题。在DCS控制系统调试过程中，修改过于频繁会促使计算机出现死机现象，出现大量系统垃圾，导致部分自动化功能出现超负荷运载，最终影响整个程序正常运行；同时设备程序设定不能维持在3s～5s时，则炉膛压力与汽包水位等相关程序就会出现MFT逻辑信号，这种信号对DCS控制系统造成干扰，整体程序出现逻辑故障；在DCS控制系统运行过程中，汽包水位与电接点数据经常出现较大差异，说明在安装设备检查压力与温度时，电接点就已经出现损坏；在DCS控制系统调试时，火检与旁路保护也是经常出现的问题，信号不稳现象继续改进。

四、DCS控制系统在自动化工程调试中的措施

1、DCS控制室的要求。想要提高DCS系统的使用年限以及确保其可靠性就需要为DCS系统提供比较好的工作环境。可以通过对控制室温度、湿度，以及粉尘，噪声等因素进行可靠性控制。要确保控制室内温度和湿度比较适宜，要将通风问题考虑在其中，确保每个机柜都有散热系统，而且机柜当中会有温度报警信号，信号是用来警告温度超标的[1]。控制系统的安装必须要方便操作，并且距离施工现场比较近。同时要远离危险场所。另外需要注意的是，要将DCS系统的设置远离有强磁或者是设备具有大电流的地方，甚至一些振动噪声的场合也不行。另外，还要封堵所有线路的缆口，确保室内卫生干净清洁。

2、调试处理。DCS控制系统在自动化工程调试过程中，应先检查电源问题，重点排查电源绝缘性、接地电阻标准以及电源开关和模件之间是否处于脱离状态。其中重点在检查电源过程中，应按照电源开关顺序进行逐一检查，发现问题立即停止运作，认真分析问题成因，妥善解决后恢复供电[3]。为避免DCS控制系统出现模件损坏现象，在处理时应先断开模件外布线，松开模件对应的电源保险，并将模件插入卡槽[1]。同时，通过万用表对模件接地情况进行全面筛查，确保没有任何安全问题后且在无电状态下进行模件接入，从而开启传动实验。关于电脑程序应及时清理，根据实际情况进行DCS控制系统修改，并在调试部门申请修改指示，减少主机死机情况。

3、信号改进。关于DCS控制系统调试信号改进，主要通过加装隔离器的方式进行，在送风机主叶等执行机构的信号，增设隔离器能够有效保证DCS控制系统与接地数据保持一致，在3s～5s延时期间避免MFT信号受到外部因素干扰，保证机组正常运行。与此同时，工作人员在值班过程中应全面检查设备跳闸情况，将问题控制在源头，发现问题及时上报，保证出现问题在第一时间得到有效解决，为自动化工程正常运行提供可靠保障。

4、合理选择DCS控制系统型号及设备。想要保证系统能够正常运行，就需要合理选择DCS控制系统，在进行系统选择时，应该注意几点问题：首先，应该根据机组实际运行状况，选择符合机组的控制系统，通常情况下经过运行使用的DCS控制系统可靠性比较好，也能够作为今后维护保养的参考依据。其次，对于硬件设备来说，必须保证其质量合格能够符合系统的运行需求，要尽量的选择那种可以随时插播的类型，与此同时，必须保证控制系统的控制，企业能够正常行使存储和运行功能，从而确保整个控制系统能够正常运行。

DCS控制系统属于分散控制系统，其主要将微处理器作为基础，以控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治，以及综合协调为基础原则进行设计，是现代化仪表控制系统，在自动化工程中被广泛使用。DCS控制系统安装需严格符合环境、接地以及使用电缆的标准条件，并加强系统调试，才能保证在自动化工程中的达标投产。

参考文献：

[1]陈于平.火电厂DCS自动化系统施工与调试的质量控制要点[J].中国设备工程,2014(08):8-10.

[2]薛文栋.电厂热工控制系统中DCS的应用探析[J].科技创新与应用,2012(34):19.

[3]李成志.火电厂DCS控制系统故障的应急处理及预防措施的分析[J].科技资讯,2013,21:124-125