提高DCS控制系统可靠性的措施分析

提高DCS控制系统可靠性的措施分析

于彩兰

滨化集团股份有限公司

摘要：化工企业对DCS控制系统运行可靠性非常重视，了解现行DCS在化工企业中的可靠性状态，掌握影响系统可靠性的因素，在此基础上，提出提高可靠性的方法，落实提高可靠性的措施，为化工企业安稳运行提供基本保证，进而完善化工企业运行的环境。

关键词：化工企业；DCS控制系统；可靠性

引言

在工业实践中，控制系统出现问题是正常的，但我们工程技术人员有责任和义务使控制系统尽可能少地出现严重影响安全的问题。对于控制系统多次出现的问题，我们要多分析，勤总结，寻找问题的共性，并有针对性地采取措施进行改进，使DCS控制系统能更好地为化工生产的安全经济运行服好务。

一、DCS控制系统可靠性

DCS为DistributedControlSystem集散控制系统的英文缩写，上世纪八十年代末，化工行业开始在化工装置上应用DCS，至目前，无论是大型化工装置还是小装置，DCS已普遍应用，为化工生产的安全、经济运行做出了巨大贡献。对于各个化工企业来说，控制系统的可靠性是至关重要的。如何尽可能的提高DCS的可靠性，从而保证化工生产的安全和经济运行已成为一项越来越重要的工作。化工企业运行上，引入了DCS控制系统，采用自动化的控制方法，强化装置的安全与稳定，一来提高化工企业的产品产量，二来提升化工企业运行的经济效益。DCS控制系统成为化工企业中，不可缺少的项目，保障DCS控制系统的可靠性，才能满足化工企业的运行和发展。

二、DCS控制系统可靠性的影响因素

随着自控技术的发展，DCS自身日趋成熟完善，但DCS控制系统在可靠性方面，还会受到一定程度的干扰，影响了DCS的具体应用，DCS可靠性在化工企业中的影响因素主要有：

1、自然环境

化工企业DCS控制系统运行时，外部自然环境的湿度、温度、雷击以及降水，都会在系统内引起干扰波动，不利于DCS控制系统的稳定性，降低了DCS在化工企业中的可靠性。

2、工作环境

DCS控制系统在化工企业中的工作环境，直接影响了系统的工作状态，工作时，受到静电、电磁场以及电波的干扰，干预了DCS控制系统的准确性，工作环境的干扰，实际属于DCS控制系的内部干扰，其会破坏DCS的安全状态，干预电位差，诱发振荡、振动的问题，降低了DCS控制系统内各项设备的性能，引起了可靠性方面的问题。

三、施工质量

根据多年的时间经验，DCS控制系统前期系统规划、施工对日后系统运行影响很大，因此选择有良好资质和施工经验的施工单位尤其重要。控制系统选型一旦确定后，施工单位的技术人员要一同介入控制系统设计、出施工图、制定施工措施和进行技术培训等。工程开工前，必须根据工期要求，制定严格的进度计划，并要求施工单位组织好施工力量，拿出他们的施工方案。在DCS安装、调试中尤其注意以下问题：

1、施工中要注意盘柜与地的可靠绝缘和盘柜母线的可靠接地，同时对机柜间电缆进出口等孔洞必须做防火防水处理，盘柜等要有防振动措施。

2、敷设电缆时尤其要注意强电弱电分开，屏蔽线的可靠接地和抗干扰。在布线过程中一定要按照设计图纸施工，在接线中，电缆及芯线标记要清晰完整，能长期保持；压接端子必须用绝缘管预装端头处理。

3、要严格机柜间的环境条件，注意搞好消防、空调、通风、照明及防小动物等工作。尤其要提的是通风和空调，由于DCS对温湿度要求严格，所以应尽早将空调系统投入运行，空调的出风口不能正对机柜或DCS其他电子设备，以免冷凝水渗透到设备内造成危害；同时，电子卡件决不允许有粉尘进入，所以，要求电子间能一直保持环境清洁和滤网干净，注意除湿和调整好温度。

四、控制方案设计组态和调试验收

在控制方案设计组态和验收过程中，DCS维护人员要尽早参与、熟悉和掌握，这对系统日常维护非常重要，还要特别注意以下问题：

1、在控制方案设计中，一定要采用保障装置安全运行的控制策略。保护或联锁逻辑必须是重要的。对参与联锁的重要信号，宜采用硬接线保护和软件保护相结合，建议采用常闭信号，以确保保护的可靠投入；对重要的三取二保护信号，要采用模拟量和开关量进行组合，在保证重要主设备安全的前提下，建议尽可能采用常开信号，以避免保护的误动作。

2、在DCS系统选型、设计、测试、验收、投入运行和在线调整各阶段，仪表设计、施工人员和仪表维护人员一定要全程参与，要结合类似控制系统使用中存在的问题，严格审核保护控制逻辑设计和组态的合理性。测试中一定要全面测试所有的回路，要仔细记录各次检查和试验结果，若发现与软件相关的问题要立即与供应商取得联系，并将情况完整地反馈给他们以尽快解决问题。

3、要有必需的后备手段：重要的保护和联锁，除了有通讯连接外，还必须具有硬接线方式；对重要的调节设备，除了在操作员站上有软手操外，还必须有后备手操，以便在DCS控制器或I/O模件发生故障时，仍可以对重要设备进行及时干预。

五、强化人员技能

人员技能，关系到DCS可靠性及装置稳定，实际中也发生过人员操作失误造成系统波动甚至装置停车事故。相关人员有两类，DCS维护人员和工艺操作人员。

1、DCS维护人员方面，围绕DCS控制系统的运行、使用和维护，组织培训学习，保证DCS维护人员熟练掌握DCS相关知识，并通过实际故障处理提高操作技能。加强DCS维护人员在化工企业DCS控制系统中的规范性，保障人员技能方面的可靠性。

2、工艺操作人员在上岗前，要经过专业的操作培训，考核合格方能上岗。在实际操作中，遇到DCS方面问题时，要咨询维护人员后再进行操作，对DCS常见的问题DCS人员要对工艺人员做好培训，促使操作人员都能熟悉的掌握界面的操作方法，从而进行规范的操作。

六、结束语

化工装置采用DCS控制，在分散控制的基础上，完善化工企业的运行环境。DCS控制系统，在化工企业中发挥着重要的作用，随着现代化工企业的发展，DCS控制在可靠性方面，提出了较高的要求，目的是确保DCS控制系统，能够符合化工企业的基本需求。DCS控制系统，提高了化工企业的自动化水平，在根本上优化了化工企业的运行环境，体现DCS控制系统的高效性。化工企业在DCS控制系统上，注重可靠性的建设，只有保障DCS控制系统的可靠性，才能满足化工企业的自动化需求，提升化工企业生产及运行的水平。

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