許明華

摘 要：基于闡述分析DCS系統(tǒng)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，論述了DCS常見故障以及提出有針對(duì)性防范措施。對(duì)DCS系統(tǒng)安全運(yùn)行、日常維護(hù)和技術(shù)監(jiān)督有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng)；信息技術(shù)；常見故障；解決措施

DCS是集合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，被稱之為分散控制系統(tǒng)。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域具體應(yīng)用中逐步體現(xiàn)出了集中操作、配置靈活、分散控制等諸多優(yōu)特點(diǎn)，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率和人工成本。

1 DCS系統(tǒng)構(gòu)造

一般來說，最為基本的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員站、工程師站、Foxboro代理和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)四大組成部分。除此之外，還有擴(kuò)充生產(chǎn)管理和信息處理功能的信息網(wǎng)絡(luò)以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)字化的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。具體如下圖所示：

現(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS的核心，是實(shí)現(xiàn)對(duì)過程現(xiàn)場(chǎng)I/O處理的直接數(shù)字控制器，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的過程量作數(shù)字采集和貯存，通過網(wǎng)絡(luò)向上傳送。

操作員站是實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)的運(yùn)行操作人員提供人機(jī)界面，幫助操作員了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，各種運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值，是否出現(xiàn)異常情況等。而操作員站上的軟件功能主要完成運(yùn)行操作人員所發(fā)出的各個(gè)命令的執(zhí)行、報(bào)警的處理、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類檢測(cè)數(shù)據(jù)的集中處理等。

工程師站一般是DCS整個(gè)系統(tǒng)中比較特殊的功能站，在工作中對(duì)DCS進(jìn)行應(yīng)用組態(tài)。隨著生產(chǎn)的不斷需要，應(yīng)用組態(tài)是DCS系統(tǒng)中必不可少的環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)中設(shè)置人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)人對(duì)系統(tǒng)的管理與監(jiān)控，所有這些都是組態(tài)所要完成的工作。

DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是把現(xiàn)場(chǎng)控制器和人機(jī)界面連成整體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在地理位置上，有的可達(dá)幾百米，結(jié)點(diǎn)可以分散配置。

2 DCS常見故障分析及解決措施

2.1 電源和接地出現(xiàn)問題

一般地，在生產(chǎn)中DCS經(jīng)常見到的故障體現(xiàn)在電源及接地方面。比如，DCS系統(tǒng)信號(hào)跳變、硬件燒壞，這很大程度上是出現(xiàn)了和接地系統(tǒng)有關(guān)造成的。出現(xiàn)后，系統(tǒng)干擾大，控制系統(tǒng)易誤發(fā)信號(hào)，還易使模件損壞。

可以采取的措施為：在DCS的系統(tǒng)接地時(shí)，要遵守生產(chǎn)廠家技術(shù)要求；進(jìn)入DSC系統(tǒng)控制信號(hào)的電纜必須采用質(zhì)量合格的屏蔽電纜，并要同動(dòng)力電纜分開敷設(shè)且有良好的單端接地。

2.2 控制和I/O總線出現(xiàn)的問題

這種情況一般會(huì)出現(xiàn)在機(jī)組停機(jī)大修過程中，比如說發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中某個(gè)運(yùn)行中的機(jī)組柜內(nèi)有CONTROL WAY 故障，其A路CONTROL WAY的電壓由4.3VDC下跌至2.6VDC，逐塊拔出與CONTROL WAY直接有關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)處理卡INNPM01和多功能處理卡MFP03檢查，發(fā)現(xiàn)是由PCU40 MODULE 6的MFP03故障引起，更換該卡件后正常。

而I/O擴(kuò)展總線故障是由上下機(jī)架扁平連接線松動(dòng)引起的，導(dǎo)致部分I/O模件與主模件失去通訊。此時(shí)采取的措施為在停機(jī)時(shí)采用扁平線式改為緊固的插槽式結(jié)構(gòu)。

2.3 通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的問題

一般來說，通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的問題主要集中在地址標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤、就地總線故障和節(jié)點(diǎn)總線故障上。如果出現(xiàn)了上面的任何一種情況就會(huì)導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的問題，比如在環(huán)境工作惡劣時(shí)，由于工作人員的誤動(dòng)影響產(chǎn)生。

此時(shí)應(yīng)該采取的措施為：采用雙路冗余配置的方式，或者把就地總線和設(shè)備聯(lián)接點(diǎn)進(jìn)行處理，在拆裝設(shè)備時(shí)不要影響總線的運(yùn)行。工作人員在維修時(shí)應(yīng)根據(jù)環(huán)境的變化采取必要的措施防止誤動(dòng)的發(fā)生。

2.4 DCS軟件自身出現(xiàn)的問題

舉例來說，某DCS系統(tǒng)在調(diào)試中沒有對(duì)測(cè)點(diǎn)品質(zhì)參數(shù)修改，結(jié)果導(dǎo)致了模擬量測(cè)點(diǎn)只有在斷線的情況下才認(rèn)為是壞品質(zhì)測(cè)點(diǎn)，未充分起到品質(zhì)校驗(yàn)功能，出現(xiàn)了軟件自身的故障。除此之外還有一種情況是控制系統(tǒng)畫面組態(tài)時(shí)，當(dāng)我們?cè)陔p擊grab組態(tài)工具以后，彈出 c++錯(cuò)誤窗口無(wú)法正常使用。

出現(xiàn)這兩種故障可以采取的措施為：要及時(shí)對(duì)所有測(cè)點(diǎn)品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行重新的設(shè)置，進(jìn)一步提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性；同時(shí)從其他機(jī)器拷貝文件覆蓋后，工具恢復(fù)正常。因?yàn)間rab 非正常退出后保留了錯(cuò)誤的信息在grab.ini 文件中。

3 總結(jié)

經(jīng)過上面的綜合闡述分析得知，DCS系統(tǒng)是一種新型的控制系統(tǒng)，隨著科技的進(jìn)步正向著多元化、開放化等方向發(fā)展，并可通過以太網(wǎng)將DCS系統(tǒng)和企業(yè)管理網(wǎng)上面相連，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上網(wǎng)，成為過程工業(yè)自動(dòng)控制的主流。

但是在被廣泛應(yīng)用的同時(shí)還要做好平常的維護(hù)保養(yǎng)工作，所謂的維護(hù)保養(yǎng)就是指日常巡檢、軟件管理、備件管理等。組態(tài)和修改按規(guī)定執(zhí)行時(shí)應(yīng)備份修改信息，防止因數(shù)據(jù)丟失所引起的故障。

在抗信號(hào)干擾上要盡可能地讓動(dòng)力設(shè)備與接地線保持一定的距離；或者采用雙回路冗余電源系統(tǒng)為DCS供電，保持UPS的不間隔供電。在DCS系統(tǒng)軟硬件系統(tǒng)運(yùn)行和管理方面要做到運(yùn)行、檢修雙結(jié)合的管理原則，定期進(jìn)行大檢修，如軟件備份、清掃電源、零部件清潔等。

參考文獻(xiàn)

[1]張波，向賢兵，曾蓉.DCS的系統(tǒng)狀態(tài)診斷與維護(hù)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2013，（12）：54-56.

[2]汪錫權(quán).探討DCS系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù)措施[J].科技與企業(yè)，2013，（7）：307.