摘要：近年來(lái)，DCS集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域在逐年不斷發(fā)生擴(kuò)大。它與普通的電器產(chǎn)品一致，DCS集散控制系統(tǒng)作為一種操作系統(tǒng)，它在長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行過(guò)程中也有可能因外界或自身的各種因素而出現(xiàn)不同類型的故障。因此，為保證生產(chǎn)過(guò)程的高效有序性，要對(duì)DCS系統(tǒng)的故障及早發(fā)現(xiàn)和解除。

關(guān)鍵詞：DCS集散控制系統(tǒng)；故障；維護(hù)；解決

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

通常來(lái)說(shuō)，集散控制系統(tǒng)（DCS)是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散控制系統(tǒng)，它對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行集中的監(jiān)控、操作、管理和分散控制，簡(jiǎn)稱DCS系統(tǒng)。DCS的核心部分元件是微型處理器，在DCS系統(tǒng)中主要使用的技術(shù)類型包括：電腦技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、陰極射線管技術(shù)、控制監(jiān)視測(cè)量技術(shù)、微信號(hào)處理技術(shù)、人機(jī)接口等技術(shù)。這種新型的控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的半自動(dòng)化或自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比，DCS在控制、操作指導(dǎo)、安全操作、數(shù)據(jù)的處理等各個(gè)方面的所體現(xiàn)出來(lái)的性能均較為優(yōu)越，特別適合于大中型工礦企事業(yè)單位的自動(dòng)化生產(chǎn)體系的構(gòu)建或者重新改造。集散控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，大大有效地提高了生產(chǎn)以及管理的效率，并且從根本上推動(dòng)了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的發(fā)展，所以在DCS系統(tǒng)的日常運(yùn)行以及管理中，管理人員或者使用人員一定要加強(qiáng)DCS系統(tǒng)的故障分析和維護(hù)管理能力，進(jìn)而才能保證其安全、平穩(wěn)運(yùn)行。

一、集散控制系統(tǒng)(DCS)的常見故障

目前，在國(guó)內(nèi)使用的DCS系統(tǒng)中，系統(tǒng)管理人員或者系統(tǒng)的維護(hù)人員必須對(duì)該系統(tǒng)各種類型的故障特點(diǎn)進(jìn)行深入的了解，才能在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)DCS系統(tǒng)故障分析方法的合理選擇，從而控制DCS系統(tǒng)故障的發(fā)生率到最低范圍。常見的故障表現(xiàn)主要包括軟件使用故障、網(wǎng)絡(luò)傳輸故障、操作性能故障、電源使用故障以及外界對(duì)系統(tǒng)的干擾故障等，筆者就這幾方面的故障分述如下。

（一）軟件方面的使用故障

DCS系統(tǒng)所應(yīng)用到的軟件復(fù)雜而繁多，這些軟件共同構(gòu)成了DCS集散控制系統(tǒng)的軟件操作系統(tǒng)，其中應(yīng)用到的軟件主要包括有服務(wù)器軟件、操作員站軟件、工程師使用軟件、組態(tài)軟件等，在實(shí)際建構(gòu)中由于系統(tǒng)中各部分軟件的供應(yīng)商等級(jí)不一，使得系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)單元的質(zhì)量不一，同時(shí)其兼容性也不一，這可能導(dǎo)致DCS系統(tǒng)的整體運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)不同的軟件發(fā)生沖突的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)DCS系統(tǒng)的整體運(yùn)行會(huì)受到嚴(yán)重的影響。

（二）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸故障

DCS控制系統(tǒng)自己本身就是一個(gè)微型的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所以在系統(tǒng)實(shí)際操作以及運(yùn)行中可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸故障的概率也相對(duì)比較大。目前為止，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的大多數(shù)DCS系統(tǒng)都是使用工業(yè)以太網(wǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行在實(shí)際引發(fā)網(wǎng)絡(luò)故障的原因表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)關(guān)卡故障、網(wǎng)絡(luò)線路的接觸不良、協(xié)議的地址標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤、軟件的故障以及通信設(shè)備技術(shù)故障等。

（三）操作性能故障

DCS集散控制系統(tǒng)的主要的操作性能故障大多數(shù)原因是由于人為的因素造成的，具體表現(xiàn)為系統(tǒng)過(guò)程通道硬件自身故障、操作員站軟件存在缺陷或設(shè)備負(fù)荷過(guò)重，導(dǎo)致不響應(yīng)以及系統(tǒng)的負(fù)荷率過(guò)高，從而導(dǎo)致整個(gè)DCS系統(tǒng)不能正常工作。

（四）電源使用故障

DCS集散控制系統(tǒng)的電源使用故障主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面，安全保險(xiǎn)裝置的配置不合理或者沒(méi)有電壓的輸出，備用的DCS系統(tǒng)電源不能無(wú)擾切換。電源性能使用故障的診斷情況主要是根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)燈的亮滅情況以及輸出的電壓的穩(wěn)定性能。

（五）外界對(duì)系統(tǒng)的干擾故障

外界信息對(duì)系統(tǒng)的干擾是導(dǎo)致DCS集散控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的最主要因素，特別是針對(duì)大型電力設(shè)備以及其他的電子設(shè)備的信號(hào)干擾過(guò)于嚴(yán)重。另外，大功率的手機(jī)以及其它通信設(shè)備對(duì)DCS系統(tǒng)造成的干擾也不容小視。

二、DCS系統(tǒng)的故障判別分析方法及處理方法

隨著現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平的逐步提高，DCS集散控制系統(tǒng)在很多企業(yè)都慢慢代替了常規(guī)的儀器以及檢測(cè)裝置，這些優(yōu)越性能已經(jīng)被廣大的操作人員或者管理人員所廣泛接受。但是在DCS系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)必須要及時(shí)地發(fā)現(xiàn)。如果當(dāng)DCS系統(tǒng)出現(xiàn)不能夠正常運(yùn)行的現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)管理人員以及維護(hù)人員就應(yīng)該及時(shí)用科學(xué)適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)故障進(jìn)行分析，以便于及時(shí)的通知專業(yè)技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行維修。目前，在我國(guó)國(guó)內(nèi)的集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)中，比較常見的故障分析方法主要包括以下幾種：

（一）離線系統(tǒng)法

離線法就是指通過(guò)分離出DCS集散控制系統(tǒng)的某個(gè)被懷疑有故障的元件查找分析故障原因的方法，這種離線的分析方法操作比較簡(jiǎn)單明了，主要適合用于擁有總線結(jié)構(gòu)的DCS系統(tǒng)。當(dāng)DCS集散控制系統(tǒng)報(bào)警出現(xiàn)諸如“鉗死”等異常現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)的管理或操作人員可以依次從總線上拔出各個(gè)元件板，并且在每拔出一塊元件板時(shí)認(rèn)真的觀察并記錄DCS集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，當(dāng)某個(gè)元件系統(tǒng)的報(bào)警信息或異?，F(xiàn)象被消除的時(shí)候，就可以判斷出故障的具體位置在哪里了。

（二）系統(tǒng)的在線測(cè)試法

在系統(tǒng)靜止停運(yùn)的狀態(tài)時(shí)，DCS集散控制系統(tǒng)各個(gè)元件板上的性能故障并不會(huì)集中表現(xiàn)出來(lái)，除非是使用專業(yè)的檢測(cè)儀器設(shè)備進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)量，系統(tǒng)在靜止?fàn)顟B(tài)下的故障類型或者具體位置才能被檢查出來(lái)。DCS控制系統(tǒng)故障的在線測(cè)試法正是基于各分部元件的動(dòng)態(tài)性能，通過(guò)動(dòng)態(tài)的在線分析方法來(lái)找尋故障的發(fā)生原因，不過(guò)在進(jìn)行故障分析之前，操作人員必須能夠保證DCS系統(tǒng)各元件在靜態(tài)狀態(tài)下面能夠正常工作。

（三）操作人員的直接觀察法

對(duì)DCS系統(tǒng)的各個(gè)表征進(jìn)行觀察以確定系統(tǒng)故障分析是最為簡(jiǎn)潔的一種方法，操作管理人員可以利用眼、耳、手、鼻等感官的器官來(lái)直接觀察所檢修的元件器具模塊?？梢圆榭幢O(jiān)控畫面的數(shù)據(jù)變化情況，如果經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間不變，控制分組畫面中手動(dòng)無(wú)法自動(dòng)切換轉(zhuǎn)變或無(wú)法手動(dòng)修改原來(lái)的數(shù)據(jù)等。查看操作站的工作情況，如果及時(shí)的發(fā)現(xiàn)某個(gè)操作工作站出現(xiàn)死機(jī)、監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)更新不及時(shí)等情況時(shí)要及時(shí)檢查是什么原因，確定是某一個(gè)工作站還是相關(guān)局域網(wǎng)的幾個(gè)工作站。然后維修。系統(tǒng)管理或者維護(hù)人可以利用眼睛直接觀察元件有無(wú)發(fā)燙而發(fā)生變色或者燒壞的現(xiàn)象；用耳朵聽系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是否有異常的聲響，用鼻子聞是否有無(wú)元件燒焦糊的異常氣味；同時(shí)用手觸摸元件表面的溫度，判斷是否有過(guò)熱或者松動(dòng)等不正常的現(xiàn)象。但是觀察法的缺點(diǎn)是它只適用于比較簡(jiǎn)單的DCS集散控制系統(tǒng)故障分析，并且其所判定的故障結(jié)果不能作為最終的分析判斷結(jié)果。

（四）參數(shù)相同元件的系統(tǒng)代入法

在諸多DCS集散控制系統(tǒng)的故障分析方法中，參數(shù)的代入法的應(yīng)用比較多，它最主要的操作程序是在尋找到故障的原因以后但是一時(shí)之間又沒(méi)有原裝同型號(hào)的組件時(shí)，就可以采用參數(shù)滿足使用要求的其余型號(hào)的組件暫時(shí)代替使用。但是在代替使用前要由專業(yè)技術(shù)人員做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以確定在該元件帶入系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)任何安全事故或者信息的錯(cuò)誤傳遞等。同時(shí)要注意參數(shù)相同元件的系統(tǒng)代入法的應(yīng)用只能保證DCS集散控制系統(tǒng)的短期內(nèi)的正常運(yùn)行，在能夠找到原來(lái)相同型號(hào)組件后要及時(shí)更換掉代用的元件，以免出現(xiàn)嚴(yán)重的系統(tǒng)故障或者安全事件。

三、DCS控制系統(tǒng)的維護(hù)管理制度措施

DCS集散控制系統(tǒng)的成本造價(jià)普遍較為昂貴，并且其精密度、靈敏度的要求也相對(duì)的比較高。所以在DCS系統(tǒng)運(yùn)行中，加強(qiáng)系統(tǒng)日常的維護(hù)管理是十分重要的并必要的，而且有利于及時(shí)排除故障，有效地降低DCS系統(tǒng)的故障發(fā)生率，從而更好地發(fā)揮系統(tǒng)的實(shí)用性和安全性。

1.DCS集散控制系統(tǒng)的軟件的備份是整個(gè)系統(tǒng)日常使用過(guò)程中不可忽視的維護(hù)管理手段之一，應(yīng)用軟件的程序必須要隨時(shí)及時(shí)的備份，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的修改同時(shí)也有必要保存到工程師站，還必須應(yīng)該保存到軟盤或其它的存儲(chǔ)介質(zhì)上。但千萬(wàn)要注意備份用的磁盤不應(yīng)當(dāng)超期使用，以防止數(shù)據(jù)的丟失。并且要加強(qiáng)軟件的檢查和軟件功能的試驗(yàn)，按照電腦設(shè)備的通用方法進(jìn)行檢查。

2.應(yīng)隨時(shí)保持DCS集散控制系統(tǒng)運(yùn)行的外界環(huán)境的可靠性，定期對(duì)相關(guān)的儀器設(shè)備，元件進(jìn)行除塵清潔處理，否則可能會(huì)由于元器件的散熱不良問(wèn)題而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，引發(fā)儀表的信號(hào)接觸不良，從而影響企事業(yè)單位的正常安全生產(chǎn)。同時(shí)要控制好系統(tǒng)工作時(shí)環(huán)境的溫度變化，一般要控制在±5℃以內(nèi)，避免溫度過(guò)高而引起設(shè)備發(fā)生故障，而最終導(dǎo)致系統(tǒng)的不可逆損壞。

四、結(jié)論

DCS系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)，操作管理人員有必要掌握一定的判斷方法，并要及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以避免或者減少故障對(duì)工藝控制的影響。總而言之，在DCS集散控制系統(tǒng)的故障分析與維護(hù)管理中，系統(tǒng)管理和維護(hù)人員需要加強(qiáng)自身技術(shù)學(xué)習(xí)和研究，并必須全面了解DCS集散控制系統(tǒng)運(yùn)行的原理和軟件管理規(guī)范，才能夠較好地開展工作，從而保障DCS集散控制系統(tǒng)的安全高效有序運(yùn)行。

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