楊繼洪

摘 要：目前，分散控制系統(tǒng)（DCS）以先進(jìn)的技術(shù)、豐富的控制功能、可靠的工作性能等優(yōu)勢(shì)，在韶冶燒結(jié)機(jī)中得到了很好的運(yùn)用。筆者結(jié)合多年的工作實(shí)踐，對(duì)DCS控制系統(tǒng)在韶冶燒結(jié)機(jī)設(shè)備中常見(jiàn)的故障做了介紹，并給出了相應(yīng)的處理辦法供大家探討。

關(guān)鍵詞：分散控制系統(tǒng)；主控；領(lǐng)域

1 引言

自二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，以微機(jī)為核心的分散式控制系統(tǒng)將現(xiàn)代科技的最新成就計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、顯示技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)即技術(shù)集為一體，使自動(dòng)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。在此基礎(chǔ)之上，現(xiàn)代控制理論的實(shí)用化成為可能，大大促進(jìn)了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。隨著有色行業(yè)的發(fā)展，燒結(jié)機(jī)在安全、環(huán)保、產(chǎn)量、運(yùn)行參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)上都有了很大的提高。作為燒結(jié)機(jī)的靈魂分散式控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)DCS系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)了過(guò)程控制、過(guò)程管理的現(xiàn)代化。在這種情況下，如果燒結(jié)機(jī)DCS系統(tǒng)異常，將會(huì)使系統(tǒng)失控，出現(xiàn)不可預(yù)知的事故，甚至導(dǎo)致燒結(jié)機(jī)停運(yùn)，帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。

2 DCS系統(tǒng)概述

2.1 DCS系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展

二十世紀(jì)70年代中期，在微處理器和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展下，美國(guó)率先推出綜合分散控制系統(tǒng)TDC2000，使計(jì)算機(jī)控制進(jìn)入了分散控制的新紀(jì)元。二十世紀(jì)80年代初，超大規(guī)模集成電路集成度的提高，微處理器運(yùn)算能力的增強(qiáng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步以及市場(chǎng)需求的推進(jìn)，產(chǎn)生了第二代分散控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：產(chǎn)品設(shè)計(jì)走向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工作單元結(jié)構(gòu)化；控制功能更加完善，用戶(hù)界面更加友好；數(shù)據(jù)通信的能力大大加強(qiáng)并向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展；管理功能得到分散；可靠性進(jìn)一步提高；系統(tǒng)的適應(yīng)性及其擴(kuò)充的靈活性增強(qiáng)。特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，幾個(gè)代表性DCS公司紛紛推出他們成熟的新一代系統(tǒng)，如HoneywellEmerson公司的Plantweb。

目前DCS發(fā)展到第四代。第四代DCS的最主要標(biāo)志是：Information（信息化）和Integration（集成化）。因此，與其說(shuō)第四代DCS是一套綜合的控制系統(tǒng)，更不如說(shuō)它是一套集成化的綜合信息系統(tǒng)。

2.2 DCS系統(tǒng)特點(diǎn)

DCS系統(tǒng)具有較高的靈活性與擴(kuò)展性。具有先進(jìn)的過(guò)程操作畫(huà)面（總貌畫(huà)面、動(dòng)態(tài)流程畫(huà)面、分組回路畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、趨勢(shì)記錄畫(huà)面等），具有各種控制功能，運(yùn)算功能，并能實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，歷史數(shù)據(jù)顯示和各種報(bào)警功能。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝生產(chǎn)全過(guò)程的集中監(jiān)視、控制和管理。同時(shí)DCS系統(tǒng)的各種模塊能夠帶電插拔、更換，這些都是常規(guī)儀表所不具備的或需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的組合才能實(shí)現(xiàn)。

3 燒結(jié)機(jī)DCS控制系統(tǒng)故障分類(lèi)

3.1 人為故障

失誤原因多種多樣，有維護(hù)人員操作錯(cuò)誤、專(zhuān)業(yè)水平欠佳、監(jiān)護(hù)不到位、沒(méi)有進(jìn)行事故預(yù)想、管理有漏洞等原因。在實(shí)際運(yùn)行操作中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)DCS系統(tǒng)某功能不能使用，但實(shí)際上DCS系統(tǒng)并沒(méi)問(wèn)題，而是操作人員操作不熟練或操作人員錯(cuò)誤操作引起的。因此燒結(jié)車(chē)間應(yīng)向運(yùn)行人員提供DCS操作手冊(cè)，初次使用DCS系統(tǒng)的操作工要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后才能上崗操作。

3.2 硬件故障

這類(lèi)故障是指過(guò)程控制層的故障，主要是DCS系統(tǒng)中的模塊，特別是I/O模塊損壞造成的故障。這類(lèi)故障一般比較明顯且影響也是局部的，比如：參數(shù)顯示沒(méi)有變化，排除現(xiàn)場(chǎng)儀表故障可能后仍不能操作皮帶配料、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)控制閥等。它們主要是由于使用不當(dāng)或使用時(shí)間較長(zhǎng)，模塊內(nèi)元件老化所致。如果模塊周?chē)沫h(huán)境灰塵超標(biāo)、溫度高、濕度大將會(huì)大大縮短模塊的使用壽命，因此鑒于DCS系統(tǒng)對(duì)溫度、濕度、清潔度的嚴(yán)格要求。（因?yàn)闊Y(jié)配料的環(huán)境粉塵比較多，硬件的故障率較高，所以要經(jīng)常做好除塵、降溫的措施。）在安裝前，操作室尤其是過(guò)程控制室的土建、安裝、電氣、裝修工程必須完工，如在夏季，空調(diào)要及時(shí)啟用。

3.3 軟件故障

這類(lèi)故障是軟件本身的錯(cuò)誤引起的。一般出現(xiàn)在DCS系統(tǒng)投運(yùn)調(diào)試階段，因?yàn)閼?yīng)用軟件程序復(fù)雜，工作量大，所以應(yīng)用軟件錯(cuò)誤難以避免，這就要求在DCS調(diào)試試運(yùn)階段燒結(jié)機(jī)皮帶秤及燒結(jié)機(jī)操作人員和運(yùn)行人員應(yīng)十分認(rèn)真，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并配合DCS系統(tǒng)調(diào)試人員解決問(wèn)題，此類(lèi)故障在DCS系統(tǒng)正常運(yùn)行后很少見(jiàn)。

4 DCS系統(tǒng)故障防范措施

4.1 DCS系統(tǒng)運(yùn)行與管理

1）DCS系統(tǒng)的運(yùn)行管理是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)日常巡檢，各種軟件管理，備件管理等；加強(qiáng)軟件管理，組態(tài)的修改必須按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)必須及時(shí)備份修改前后的所有組態(tài)信息，存檔備查；當(dāng)DCS裝置發(fā)生故障，需用備件更換時(shí)，使用前必須對(duì)備件進(jìn)行功能測(cè)試，以防患于未然。

2）DCS系統(tǒng)檢修管理是DCS系統(tǒng)檢修時(shí)必須要有合理的檢修工藝和程序，應(yīng)重視DCS系統(tǒng)檢修項(xiàng)目和周期，檢修項(xiàng)目依據(jù)DCS系統(tǒng)設(shè)備特點(diǎn)，大修時(shí)至少進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢修（小修時(shí)可酌情適當(dāng)減少）：軟件的備份，核實(shí)控制模件標(biāo)志和地址；清掃電源、模件及防塵濾網(wǎng)，檢查及緊固控制柜接線，接地系統(tǒng)檢查，冷卻風(fēng)扇檢修，電源測(cè)試；重要測(cè)量和保護(hù)信號(hào)線路絕緣檢查；電子室溫度、濕度及含塵量檢修前測(cè)試；通訊、手操站檢查等。

4.2 DCS系統(tǒng)抗干擾措施

從現(xiàn)場(chǎng)儀表至中控室DCS的儀表電纜，主要采用鋼帶鎧裝阻燃型對(duì)絞總屏蔽或分屏蔽計(jì)算機(jī)電纜。這樣對(duì)儀表電纜的抗干擾性實(shí)行雙重保護(hù)：外鋼帶鎧裝層及中間接線箱外殼與就地電氣接地站相連，可直接對(duì)外界起抗強(qiáng)電磁干擾的作用；內(nèi)層銅絲編織層全部匯集到中控室IE接地母排上接地，起到了抗電場(chǎng)干擾的保護(hù)作用。

因燒結(jié)機(jī)周?chē)鷽](méi)有主要的強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾源，所以在中央控制室四周不用釘上一層鋼絲網(wǎng)，再與電氣保護(hù)PE接地系統(tǒng)相連等措施。但中控室建筑整體結(jié)構(gòu)上應(yīng)是鋼筋混凝上梁柱頂面澆筑及磚砌墻。對(duì)DCS也具有良好的抗干擾作用。地面是水磨石抗靜電活動(dòng)地板。防靜電接地與PE系統(tǒng)相連。另外，各機(jī)柜的型鋼基礎(chǔ)底座也與PE相連。采用上述措施從總體環(huán)境上對(duì)DCS的抗干擾性能起了重要的作用。

4.3 UPS電源防范措施

定期用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量關(guān)鍵接線端子的溫度，做好技術(shù)檔案記錄，注意溫升；用萬(wàn)用表測(cè)量主電源與備用電源電壓，做好記錄，注意電壓波動(dòng)；利用大、小修停機(jī)期間做電源切換試驗(yàn)。切換是否正常，切換時(shí)間間隔是否符合技術(shù)規(guī)范；必須進(jìn)行計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)的

檢查。

參考文獻(xiàn)

[1]吳壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2]王常力.分布式控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展，電氣時(shí)代，2004.

[3]于廣慶.可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京：清華大學(xué)出版社，2000.