dcs系統(tǒng)故障分析處理及維護(hù)防范措施

1、<p>　　DCS系統(tǒng)故障分析處理及維護(hù)防范措施</p><p>　　【摘要】對DCS系統(tǒng)的故障及隱患進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了防止系統(tǒng)故障及隱患應(yīng)采取的措施或?qū)Σ?，對提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】DCS系統(tǒng)故障分析維護(hù)防范 </p><p>　　Abstract: DCS syst

2、em's fault and potential problems were analyzed and summarized, and put forward the prevent system failure and hidden trouble should take measures or countermeasures, to improve the reliability of the whole DCS syste

3、m and ensure its safe and stable operation to have the certain reference value </p><p>　　Key Words: DCS System; Fault Analysis; Maintenance; Prevent </p><p>　　中圖分類號：U226.8+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p

4、><p>　　分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）是以微機(jī)為核心的分布式控制系統(tǒng)，將現(xiàn)代高科技的最新成就，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、CRT顯示技術(shù)和自動控制技術(shù) ( 即四 C 技術(shù)) 集為一體，使自動化儀表裝置向系統(tǒng)化、分散化、多樣化和高性能化的方向產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。由于分布式控制系統(tǒng)的分散結(jié)構(gòu)的思想替代了計(jì)算機(jī)集中控制，使得系統(tǒng)的可靠性得以極大的提高；高性能的微機(jī)處理能力使系統(tǒng)的功能遠(yuǎn)

5、遠(yuǎn)超過了以往任何自動化儀表；高速有效的通訊系統(tǒng)和 CRT 顯示技術(shù)，為系統(tǒng)資源的共享和集中管理，方便而豐富的人機(jī)聯(lián)系提供了強(qiáng)有力的支持。在這基礎(chǔ)上，現(xiàn)代控制理論的實(shí)用化成為可能，大大促進(jìn)了自動控制技術(shù)的發(fā)展。 </p><p>　　隨著技術(shù)的發(fā)展，DCS系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代由美國霍尼韋爾（Honeywell）公司推出TDC-2000系統(tǒng)開始至今，30余年間已經(jīng)經(jīng)歷了4代。分散控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中迅速普及

6、，廣泛用于電力、石化、冶金、建材、制藥等各行業(yè)，成為過程控制系統(tǒng)的核心。分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用大幅度地提高了生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可靠性。 </p><p>　　一、DCS系統(tǒng)特點(diǎn) </p><p>　　1、DCS系統(tǒng)具有相對開放的控制功能 </p><p>　　DCS系統(tǒng)控制程序采用任務(wù)運(yùn)行方式，每個(gè)任務(wù)都可以預(yù)先設(shè)定運(yùn)行優(yōu)先級及運(yùn)行周期，因此，不僅能實(shí)現(xiàn)

7、復(fù)雜調(diào)節(jié)回路的愿望，還能實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的快速控制。其設(shè)計(jì)也采用系列化的設(shè)計(jì)，各臺計(jì)算機(jī)可以采用局域網(wǎng)的形式進(jìn)行通信并實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變其傳輸方式、系統(tǒng)功能及需要擴(kuò)充之時(shí)，可以直接增設(shè)計(jì)算機(jī)臺數(shù)，并且簡單而方便的連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，如果需要卸下部分計(jì)算機(jī)，也是同樣的道理，根本不會影響到其他系統(tǒng)的正常運(yùn)作。 </p><p>　　2、DCS系統(tǒng)具有配置靈活的功能 </p><p>　　DCS系

8、統(tǒng)在軟硬件組態(tài)過程中，通過不同流程應(yīng)用對象來實(shí)現(xiàn)軟件的組態(tài)，簡單而言就是確定控制信號與測量及它們之間的連接關(guān)系，而控制所需要的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面，是通過控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形來實(shí)現(xiàn)的，這就簡單而直接地實(shí)現(xiàn)了所需要的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　3、DCS系統(tǒng)維護(hù)起來更加簡單 </p><p>　　DCS系統(tǒng)所設(shè)置的小型或微型的專用計(jì)算機(jī)，因?yàn)槠涔δ軉我唬?/p>

9、一臺都有屬于自己的單一而專業(yè)的任務(wù)，因此，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，也會顯得容易更加容易檢測，當(dāng)其中一臺出現(xiàn)故障之時(shí)，因?yàn)椴粫绊懙狡溆嘣O(shè)備的正常運(yùn)行，所以維修起來也相對簡單，可以迅速地找到維修方法并排除故障。 </p><p>　　4、DCS系統(tǒng)具有個(gè)工作站之間的相互協(xié)調(diào)性 </p><p>　　在DCS系統(tǒng)中，每隔工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)各種信息和數(shù)據(jù)的傳送，整個(gè)系統(tǒng)之間可以達(dá)到信息共享及協(xié)調(diào)

10、工作，這樣對于系統(tǒng)控制及系統(tǒng)總體功能的優(yōu)化處理有一定的優(yōu)勢。 </p><p>　　5、DCS系統(tǒng)具有功能齊全的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同的控制任務(wù) </p><p>　　DCS系統(tǒng)的構(gòu)成方式非常靈活，通常由通用服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器組成，也可以自由搭配專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、數(shù)據(jù)采集站、現(xiàn)場控制站等，來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)去控制不同專業(yè)要求的各種控制任務(wù)。另外，

11、DCS系統(tǒng)可以根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，按照更高性能與需要的計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)連接去實(shí)現(xiàn)更高級的管理功能，例如計(jì)劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。 </p><p>　　二、DCS系統(tǒng)故障分析 </p><p>　　1、由外部工作環(huán)境問題引起 </p><p>　　DCS控制系統(tǒng)對外部工作環(huán)境的要求較為苛刻，溫度、濕度、灰塵及振動對熱控電子設(shè)備有較大影響。嚴(yán)格控制電子間的

12、環(huán)境條件，可以延長熱控設(shè)備的使用壽命，提高控制系統(tǒng)工作可靠性。 </p><p>　　針對這種情況，電廠在各電子設(shè)備間內(nèi)加掛了溫、濕度計(jì)，密切監(jiān)視溫濕度數(shù)據(jù)，將電子設(shè)備間的環(huán)境溫度控制在規(guī)程要求的18～24℃之間。另外，我們加強(qiáng)每日巡檢工作，檢查其是否符合規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的要求。針對電廠電子設(shè)備間的門經(jīng)常開啟的情況，導(dǎo)致粉塵進(jìn)入DCS硬件內(nèi)部，使計(jì)算機(jī)芯片的散熱和絕緣下降，我們制訂了熱工電子設(shè)備間進(jìn)出入登記制度，并嚴(yán)格執(zhí)

13、行。另外，提高和改善熱控就地設(shè)備的工作環(huán)境條件，也是減少DCS故障的一個(gè)重要手段。熱控就地設(shè)備工作環(huán)境普遍十分惡劣，提高和改善就地設(shè)備的工作環(huán)境條件，對提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性有著十分重要的作用。例如電廠通過改造，采取防雨、防潮、防腐蝕措施將就地設(shè)備接線盒盡量密封；將就地設(shè)備盡量遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾；就地設(shè)備如變送器、過程開關(guān)等盡量安裝在儀表柜內(nèi)，必要時(shí)對取樣管和柜內(nèi)采取防凍伴熱等措施。 </p><p>　　2、由

14、通道或模塊故障問題引起 </p><p>　　過程通道故障出現(xiàn)最多的是I/O模件故障：I/O模件故障可采用系統(tǒng)診斷及萬用表的測量判斷與處理，一般通過更換通道或更換備件進(jìn)行處理，至于其內(nèi)部元件老化或其他原因造成的損壞，熱控人員一般不好判斷。由于生產(chǎn)廠家的I/O模件制造已成一體化的趨勢，所以只能購買備件。這類故障在正常運(yùn)行中出現(xiàn)的幾率較低。在運(yùn)行中更換模件時(shí)一定要做好安全防護(hù)措施，諸如佩帶靜電手環(huán)等等。更需注意的是在

15、強(qiáng)電與弱電間要保持一定的間隔，很多時(shí)候因?yàn)橄掠陼?dǎo)致就地設(shè)備進(jìn)水誤發(fā)信號或者直接導(dǎo)致強(qiáng)電與弱電短路使得強(qiáng)電反串至模件，從而造成模件損壞或燒毀。我公司就曾出現(xiàn)過輸入輸出模件損壞的情況，蒸汽吹灰系統(tǒng)位置反饋與電氣控制回路用行程開關(guān)共用一個(gè)設(shè)備，接點(diǎn)粘連造成強(qiáng)電串入，燒毀模塊底座。 </p><p>　　3、由操作員站或工程師站死機(jī)問題引起 </p><p>　　這類問題相對其他硬件故障來說要多

16、一些，電廠曾經(jīng)發(fā)生過硬盤或模件故障、通訊故障、冷卻風(fēng)扇故障、操作不當(dāng)、數(shù)據(jù)線、電腦存儲空間狹小等問題，這類故障的出現(xiàn)一般是由于人機(jī)接口故障（個(gè)別電腦死機(jī)），而大面積死機(jī)的情況較少，可通過重啟電腦，刪除不必要的存儲空間，檢查通訊和軟件設(shè)置，更換風(fēng)扇等硬件的方法進(jìn)行處理。 </p><p>　　4、由系統(tǒng)時(shí)間不一致問題引起 </p><p>　　系統(tǒng)時(shí)間一定要保持一致，如果不能保證，那么極可能

17、引起所有采集信號、指令反饋等信號時(shí)間沖突，嚴(yán)重的將導(dǎo)致系統(tǒng)失控，使得機(jī)組面臨事故的邊緣。 </p><p>　　5、由DCS系統(tǒng)升級改造引起 </p><p>　　在DCS系統(tǒng)的升級改造中，切不可為了節(jié)省投資而選用不當(dāng)設(shè)備，同時(shí)在進(jìn)行升級改造后的試驗(yàn)時(shí)，要制定詳細(xì)、完備的試驗(yàn)計(jì)劃和方案，將升級改造給系統(tǒng)帶來的安全隱患降到最低。在合理投資的情況下，一定要選用品質(zhì)、運(yùn)行業(yè)績較好的就地?zé)峥卦O(shè)備，

18、以提高DCS系統(tǒng)的整體可靠性和安全性。 </p><p>　　三、DCS系統(tǒng)處理方法 </p><p>　　1 、DCS系統(tǒng)緊急處理措施 </p><p>　?。?）當(dāng)全部操作員站出現(xiàn)故障時(shí)（所有上位機(jī)“黑屏”或“死機(jī)”），由于機(jī)組未設(shè)置后備硬手操及監(jiān)視儀表，應(yīng)采取立即停機(jī)、停爐的處理措施。 </p><p>　?。?）當(dāng)分散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)

19、發(fā)生故障時(shí)，造成所有數(shù)據(jù)不能刷新，應(yīng)按照“全部操作員站出現(xiàn)故障”，采取立即停機(jī)、停爐的處理措施。 </p><p>　?。?）當(dāng)主要現(xiàn)場控制站內(nèi)部系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障或主、副控制單元（DPU均出現(xiàn)故障（“死機(jī)”或“失電”），無法維持機(jī)組安全、可靠運(yùn)行時(shí)，應(yīng)立即采取停機(jī)、停爐的處理措施。 </p><p>　　2、 DCS系統(tǒng)各功能故障緊急處理措施 </p><p>

20、　?。?）當(dāng)部分操作員站故障，只有少數(shù)操作員站可監(jiān)視和操作時(shí)，應(yīng)由可用操作員站繼續(xù)維持機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，但此時(shí)應(yīng)停止重大操作，并做好機(jī)組事故預(yù)想，同時(shí)立即聯(lián)系檢修維護(hù)人員進(jìn)行處理。 </p><p>　?。?）DEH失電死機(jī)造成汽輪機(jī)跳閘時(shí)，應(yīng)按汽輪機(jī)跳閘處理。若未造成汽輪機(jī)跳閘，則將DEH切至硬手操，繼續(xù)維持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，如果此時(shí)無特殊情況應(yīng)停止操作，并做好機(jī)組事故預(yù)想，同時(shí)立即聯(lián)系檢修維護(hù)人員處理。 </

21、p><p>　?。?）輔助程控失電后，運(yùn)行人員應(yīng)盡量穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行，加強(qiáng)監(jiān)視，立即聯(lián)系維護(hù)人員檢修處理。在不能維持運(yùn)行時(shí)（運(yùn)行設(shè)備跳閘，備用設(shè)備無法啟動），應(yīng)采取緊急停止機(jī)組運(yùn)行措施。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　統(tǒng)維護(hù)人員要根據(jù)系統(tǒng)配置和生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)，制定科學(xué)合理的維護(hù)策略和方法，加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)，對運(yùn)行中出現(xiàn)的

22、故障，具體問題具體分析，及時(shí)處理，確保DCS系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 路永宇. 提高DCS運(yùn)行可靠性的措施[J]. 化工自動化及儀表. 2011(08) </p><p>　　[2] 李強(qiáng). 淺談DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)及維護(hù)[J]. 企業(yè)導(dǎo)報(bào). 2011(13) </p>

23、;<p>　　[3] 楊海云,喬澤慧. 電廠DCS系統(tǒng)應(yīng)用分析[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011(18) </p><p>　　[4] 查方興. I/A Series 系統(tǒng)及應(yīng)用[J]. 工業(yè)計(jì)量. 2009 (06) </p><p>　　作者簡介：楊金玲（1981―），工程師；學(xué)士學(xué)位，長期從事石油化工、電力系統(tǒng)、信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域PLC、DCS控制系統(tǒng)組態(tài)、調(diào)試、維護(hù)；