DCS系统维护防范措施浅析

DCS系统维护防范措施浅析

杨洪金

杭州中美华东制药有限公司浙江杭州310011

摘要：DCS系统由于具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、运行安全可靠等特点，在国内外电力、石油、化工，医药等生产领域特别是大型发电机组有着较为广泛的应用。本文介绍了DCS系统简介，并阐述了DCS系统故障维护防范措施。

关键词：DCS系统；维护；措施

目前，DCS系统在电力以及石油等行业中已得到了广泛的应用，虽然在应用的过程中可以发挥出非常明显的优势，但是也会出现故障，这些问题得不到有效的解决，会对生产过程的稳定、安全、经济运行造成非常严重的影响。因此，一定要对DCS系统中存在的故障问题引起足够的重视，结合实际情况找出导致故障出现的各种影响因素，这样才能及时采取有效的措施进行解决，从而为DCS系统的安全使用提供良好的基础保障。

一、DCS系统简介

DCS是分散控制系统的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通讯、显示（CRT）和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。DCS由四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯网络。I/O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少，算法的组合有些不一样，I/O板的差别在于有的有智能，有些没有，但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环；操作站差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监视软件，操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象；差别最大的是通讯网络，最差的是轮询方式，最好的是例外报告方式，根据我们的实验，其速度要相差七八倍。

二、DCS的特点

DCS是一个以微机为基础的标准产品的分级系列，这些产品可以根据控制对象任意组合，为连续或间歇过程提供任意程度的分散控制。DCS具有如下特点：

1、控制功能多样化。DCS的最低级为现场控制站或现场控制单元，一般都具有几十种运算控制算法或其他数学和逻辑功能，如四则运算、逻辑运算、前馈、超前控制、PID控制、自适应控制和滞后时间补偿等，还有顺序控制和各种联锁保护、报警功能。根据控制对象的不同要求，把这些功能有机地组合起来，能方便地满足系统的要求。

2、维护方便。DCS的设计是按照标准化、积木化、系列化进行的。积木式的模板功能单一，便于装配和维修更换，系统配有智能的自动故障检查诊断程序和再起动等功能，维修非常方便。

3、可靠性高。DCS是监视集中而控制分散，故障影响面小，并且在设计时已考虑到有联锁保护功能。诊断功能、冗余措施、系统故障人工手动控制操作措施等，使系统可靠性大大提高。便于与其它计算机联用：DCS配备有高、中、低不同速率和不同模式的通讯接口，可方便地与个人计算机或其他大型计算机联用，组成工厂自动化中和控制和管理系统。随着DCS系统向开放系统发展，在复合开放系统能够的各制造厂产品间可以相互连接、相互通信和进行数据交换，第三方的应用软件也能在系统中应用，从而使DCS进入了更高的阶段。

三、DCS系统故障维护防范措施

通过分析了解，要想有效减少DCS系统在使用过程中出现的故障问题，相关人员就必须做好DCS设计安装以及运行维护等各个方面的工作，只有严格加强管理才能为DCS系统的安全运行提供良好的保障。

1、DCS的设计调试。在对DCS系统进行设计以及调试的过程中，需要从以下几个方面来进行：一是可靠性与负荷率指标。工作人员在对系统以及控制器进行配置的过程中，一定要对系统的可靠性以及负荷率指标引起高度重视。需要结合实际情况将通讯负荷率指标控制在一定的数值之内，在对控制器的负荷率进行控制的过程中要与前者实现一定的平衡性，这样才能有效解决高负荷问题发生的概率；二是系统控制逻辑分配。在对系统控制逻辑进行分配的过程中，不可以将系统安排在同一个控制器之内，应该采用分散配置、冗余配置；三是电源设计。在对DCS系统电源进行设计的过程中一定要严格按照具体的操作流程来进行，这样才能为电源系统的安全性提供一定的保障，设计人员需要对其中的负荷率以及电源的配置方式进行深入的分析，保证各个电源之间的独立性；四是DCS接口的可靠性。在对接口进行设计的过程中主要是对接口的连接形式以及冗余度引起重视，这样才能保证接口的可靠性。

2、DCS系统的运行。维护人员自身应该具备很强的专业技能以及丰富的维护经验，这样才能对DCS系统运行过程中出现的故障问题进行及时有效的解决，对各个设备之间存在的关联性进行更加全面的了解。维护人员需要对DCS系统的整体结构以及设备相关的知识进行全面的掌握，在对系统进行备份的过程中，主要备份对象包括了操作系统、控制系统软件以及逻辑组态等，通过备份工作才能为数据的完整性提供良好的保障，另外，在进行备份工作的时候可以选择使用移动硬盘、U盘或者是光盘等。维护人员还需要在规定的时间内对各项产品做好相应的审查工作，主要是对产品的售后服务时间表进行严格的检查，然后在对各项产品进行相应的整理工作，对产品的封闭性以及温度和湿度进行严格的审查，最后落实好日常的维护管理工作。

3、DCS系统的启停维护。在对机组进行检修的过程中，操作人员一定要将DCS系统的维护工作落实到位，首先应该在机组进行维护的时间段内，对DCS系统的DPU、CPU以及操作员站进行相应的复位工作，然后对组态进行不断的完

善和优化。同时，维护人员还需要做好对DCS系统灰尘的清理工作，在系统停运的时候需要对所有设备中存在的灰尘和杂质进行清理，其中进行清理的设备主要包括主机、控制器、机柜滤网以及风扇等。在对DCS系统以及其他系统接口处进行维护的过程中，一定要注意对信号冗余的处理工作，在与其他系统实行通信的过程中，可以采取单向传输或者是加装防火墙等措施。

4、故障检修维护。在对DCS系统中的故障进行检修以及维护的过程中需要做好以下几点工作：第一，做好DPU以及CPU的死机处理工作，对网络传输过程中可能遇到的各种影响因素进行有效的排除，可以提前根据具体情况制定出完善的应急方法，这样在出现问题的时候就可以按照应急方案中的措施进行有效的解决；第二，在对DCS故障进行处理的过程中，一定要按照生产厂家规定的技术要求来进行，在对卡件进行更换的过程中，需要对卡件的规格、地质以及跳线等各个方面进行仔细比对，保持与之前卡件的一致性，并且需要严格按照在线更换的方式来进行；第三，在对故障进行检修的过程中，一定要做好相应的安全防护措施，可以采取强制或者是隔离的方式来进行，维护人员需要根据系统自动报警以及现场的故障进行全面的分析，按照报警可以对最终的维修结果进行有效的判定。第四，当硬件出现故障的时候，除了在最快的时间内对硬件设备进行更换之外，还可以及时与技术人员取得联系然后对故障进行有效的排除。

要想保证DCS系统在使用的过程中可以具备一定的可靠性，相关的维护人员一定要从DCS设计、调试以及维护检修等多个方面进行严格的监督与管理。系统维护人员可以结合目前系统运行的状况以及设备特点，制定出合理的维护检修方案，这样在系统出现故障的时候就可以按照方案中提出的要求来开展相应的维护工作，针对其中存在的影响因素及时采取有效的措施进行解决，为DCS系统的安全运行提供良好的基础保障。

参考文献：

[1]毋杨娟.基于电厂热控系统中热控保护装置的故障与保护的分析[J].山东工业技术，2014，23（19）：179-180.

[2]田善江，曾信桥.火力发电厂DCS系统的常见故障与处理对策研究[J].科技传播，2013，21（12）：64-65.

[3]程永红，秦东亮，李勇.DCS系统故障分析处理及维护防范措施[J].中国仪器仪表，2014，03.

[4]杨卫红.DCS系统故障分析处理及维护防范措施探讨[J].电子世界，2016，02.