孫隆宇

（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司油氣加工十大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)很多石化企業(yè)也取得了快速的發(fā)展，為了提升企業(yè)運(yùn)行的安全性能，很多企業(yè)已經(jīng)普及了DCS系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用使得企業(yè)的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行的更加平穩(wěn)，而且整體的生產(chǎn)工藝也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，促進(jìn)了石化企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)自動(dòng)化水平的提升。

1 控制器和I/O卡件的問(wèn)題

DCS系統(tǒng)正常運(yùn)行的核心部分就是控制器和I/O卡件，因此，在DCS系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中就針對(duì)上述兩個(gè)部分留足安全裕度，這樣才能充分保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，通常情況下應(yīng)該滿足以下幾個(gè)要求：第一是要保證系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中通訊網(wǎng)絡(luò)整體的負(fù)載不能超過(guò)60%；第二是要保證系統(tǒng)的I/O站內(nèi)主CPU運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際的負(fù)載不能超過(guò)系統(tǒng)的60%；第三，系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)存的負(fù)載不能超過(guò)60%；第四是要保證系統(tǒng)I/O站內(nèi)的電源以及儀表電源實(shí)際運(yùn)行的負(fù)載不能超過(guò)60%。

（1）系統(tǒng)關(guān)鍵部分應(yīng)該實(shí)現(xiàn)冗余配置。這對(duì)系統(tǒng)的主控卡、通訊卡、電源卡以及控制回路等位置要實(shí)現(xiàn)全面冗余配置，而且在進(jìn)行關(guān)鍵部位卡件選擇的時(shí)候一定要選擇帶有隔離、抗干擾以及屏蔽功能的卡件，這樣關(guān)鍵位置的卡件才能具備良好的抗共模干擾以及差模干擾能力，而且能夠有效的將竄入的干擾信號(hào)的排出在系統(tǒng)外。如果系統(tǒng)的I/O卡件中沒(méi)有按照1：1的比例進(jìn)行冗余配置，而是采取了1：n的冗余配置方式的，也就是說(shuō)在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中只有一塊備用的卡件，而這個(gè)備份卡件需要同時(shí)為其他n塊卡做被備份，這樣在系統(tǒng)進(jìn)行主卡以及備用卡件切換的時(shí)候需要及時(shí)進(jìn)行處理，這樣才能避免備用卡長(zhǎng)期處在占用的狀態(tài)，從而導(dǎo)致主卡在出現(xiàn)故障的時(shí)候無(wú)法實(shí)現(xiàn)切換。

（2）要合理設(shè)置控制器的掃描周期。在進(jìn)行控制器掃描周期組態(tài)選擇的時(shí)候主要的依據(jù)就是信號(hào)的性質(zhì)，例如，如果信號(hào)屬于溫度信號(hào)，那么其掃描周期就可以設(shè)置為2-10s的范圍內(nèi)，而如果信號(hào)是打大信號(hào)，那么其掃描周期的設(shè)置可以更加快，一般情況下設(shè)置為0.5s或者1s，這樣的設(shè)置方式可以有效減輕系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)載，提升了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)也能保證控制器處在最佳的工作狀態(tài)。

（3）要定期更換控制器內(nèi)存的電池。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，要結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際要求來(lái)定期更換內(nèi)存電池，這樣才能保證控制器在出現(xiàn)異常狀況的時(shí)候不丟失數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)再次給電的時(shí)候就能形成正確的引導(dǎo)。

2 操作站問(wèn)題

（1）風(fēng)扇問(wèn)題。對(duì)操作站內(nèi)注入電源、CPU等部件的風(fēng)扇要定期進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，這樣才能保證操作站在運(yùn)行的過(guò)程中不會(huì)因部件散熱不好而對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行造成影響。

（2）硬盤(pán)問(wèn)題。針對(duì)操作站內(nèi)的硬盤(pán)可以合理的使用“數(shù)據(jù)克隆”技術(shù)，例如，針對(duì)操作站的FOXBORO I/A系統(tǒng)中的硬盤(pán)，可以通過(guò)將硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)首先導(dǎo)入到磁帶后，再將其通過(guò)磁帶導(dǎo)入到新的硬盤(pán)中，而操作站中的一些系統(tǒng)可以直接實(shí)現(xiàn)硬盤(pán)數(shù)據(jù)的“克隆”，或者利用鏡像將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。這樣就可以將操作站的系統(tǒng)軟件以及組態(tài)軟件進(jìn)行有效備份，從而保證了操作站在出現(xiàn)硬盤(pán)損壞現(xiàn)象的時(shí)候能夠及時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)更換。

（3）鍵盤(pán)和密碼問(wèn)題。針對(duì)操作站內(nèi)的一些軟啟動(dòng)鍵、視窗鍵以及操作不能使用的按鍵等功能鍵一定要使用更改注冊(cè)表信息的形式進(jìn)行有效額屏蔽。針對(duì)操作站內(nèi)工程師用戶口令以及用來(lái)退出操作界面的口令也要不定期地進(jìn)行更換，這樣才能防止一些不是進(jìn)行DCS系統(tǒng)維護(hù)的相關(guān)人員在破解口令后侵入系統(tǒng)進(jìn)行一些非常規(guī)的操作。

3 接地問(wèn)題

3.1 防止由保護(hù)接地引入的干擾

（1）接地體的設(shè)置。通常情況下都會(huì)將DCS系統(tǒng)的接地先連接到全廠統(tǒng)一的接地網(wǎng)中。但需要注意的是在接地點(diǎn)周?chē)荒艽嬖诖笮偷淖儔浩骰蛑蓄l的電器設(shè)備。如果全廠的接地網(wǎng)絡(luò)不能滿足DCS系統(tǒng)接地的實(shí)際要求，或者有特殊的抗干擾要求，那么就應(yīng)該單獨(dú)進(jìn)行DCS系統(tǒng)接地。

（2）DCS的電源接地。如果DCS系統(tǒng)的供電電源是三相四線式的隔離變壓器或者UPS，就必須要保證其接地線是中線，這樣才能避免因?yàn)橄到y(tǒng)整體的負(fù)荷在不平衡的情況下造成相位或者電壓的漂移，從而對(duì)DCS系統(tǒng)的運(yùn)行造成一定的干擾。但如果DCS系統(tǒng)的供電電源來(lái)自單相的變壓器或者UPS，而且DCS系統(tǒng)的保護(hù)地是與全廠的統(tǒng)一接地網(wǎng)連接在一起，那么系統(tǒng)的電源可以不接地，但是一定要采用浮空電源，這樣就能有效避免設(shè)備使用統(tǒng)一接地網(wǎng)而對(duì)DCS系統(tǒng)運(yùn)行造成干擾；如果DCS系統(tǒng)的保護(hù)接地是單獨(dú)進(jìn)行的，那么就要將其電源的零線與保護(hù)地連接在一起，這樣就能充分避免因?yàn)楫a(chǎn)生地電位差從而干擾DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 工作接地問(wèn)題

如果DCS系統(tǒng)工作接地出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致儀表的信號(hào)出現(xiàn)偏離，這樣不僅會(huì)影響DCS進(jìn)行正常采樣還會(huì)影響DCS系統(tǒng)的指示，另外，信號(hào)偏離還會(huì)造成本安防爆系統(tǒng)的性能下降，鑒于此，正確的工作接地操作如下。

（1）接地電阻與要求不符造成的干擾。針對(duì)系統(tǒng)中的非本安防爆系統(tǒng)或者使用嚴(yán)格的隔離式安全柵的本安防爆系統(tǒng)，只要保證接地電阻不超過(guò)4Ω就能滿足系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行要求，但需要注意的是必須要將信號(hào)電纜屏蔽層以及多芯電纜中的備用纖芯與工作地銅排進(jìn)行連接，還要將其與用來(lái)進(jìn)行接地保護(hù)的匯流銅排單獨(dú)與 DCS保護(hù)地進(jìn)行連接。如果安全柵采用的是齊納形式，那么要保證其工作接地的電阻不能超過(guò)1Ω。如果系統(tǒng)不能達(dá)到這一指標(biāo)就可能會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)與控制室之間存在電位差而對(duì)變送器的信號(hào)形成影響，從而影響DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行，設(shè)置會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，因此，可以通過(guò)將系統(tǒng)儀表的工作地進(jìn)行匯總后將其與保護(hù)接地體進(jìn)行連接，這樣就能使系統(tǒng)達(dá)到指標(biāo)。

（2）不同的信號(hào)系統(tǒng)連接后造成干擾。針對(duì)系統(tǒng)中的非本安防爆系統(tǒng)或者使用嚴(yán)格的隔離式安全柵的本安防爆系統(tǒng)，如果要將其信號(hào)與DCS系統(tǒng)的公共信號(hào)地進(jìn)行連接，要采取有效的措施將其輸入的負(fù)極進(jìn)行浮空，這樣就能避免對(duì)DCS系統(tǒng)的信號(hào)顯示和輸出造成影響。

（3）接地電阻問(wèn)題。DCS系統(tǒng)保護(hù)接地以及工作接地形式的不同其要求的接地電阻上限也不相同，因此在進(jìn)行DCS系統(tǒng)接地體的時(shí)候一定要保證其與系統(tǒng)的實(shí)際要求相符合，同時(shí)還要綜合考慮各種影響因素。因?yàn)?，接地體在工作的過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自土壤、氣候等環(huán)境因素的影響，另外，灰塵或者接地接頭出現(xiàn)松動(dòng)也會(huì)對(duì)接地電阻造成一定影響，導(dǎo)致接地電阻出現(xiàn)變化，從而對(duì)系統(tǒng)化的正常運(yùn)行造成影響。針對(duì)這種現(xiàn)象，要定期對(duì)DCS系統(tǒng)的接地電阻進(jìn)行測(cè)試，查看其是否能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求，這樣才能保證DCS接地狀態(tài)良好。

（4）接地回路多點(diǎn)接地引起干擾。接地位置不同必然會(huì)造成地電位差出現(xiàn)，而如果接地點(diǎn)超過(guò)2個(gè)，就會(huì)形成地回路，地回路會(huì)引發(fā)一個(gè)虛假的信號(hào)，該虛假信號(hào)會(huì)與儀表的測(cè)量信號(hào)疊加，從而對(duì)DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成干擾。如果將一根導(dǎo)線屏蔽層的兩端分別接地會(huì)造成兩點(diǎn)之間形成一個(gè)電位差，從而與屏蔽層構(gòu)成一個(gè)回路，從而再分布電容耦合的作用下對(duì)信號(hào)造成的干擾。解決上述干擾的措施：在進(jìn)行系統(tǒng)工作接地的過(guò)程中一定要遵循單點(diǎn)接地的基本原則，而且還要保證信號(hào)回路的接地與屏蔽層的接地處在同一端，通常情況下都會(huì)采用將接地設(shè)置在控制室一側(cè)。而針對(duì)需要同時(shí)將信號(hào)源與控制端進(jìn)行接地的儀表系統(tǒng)，在進(jìn)行接地的時(shí)候要采用隔離配電器或者使用安全柵將接地點(diǎn)進(jìn)行電氣隔離。

4 DCS安裝環(huán)境

一般情況下DCS室內(nèi)的設(shè)備都會(huì)按照DCS實(shí)際的使用環(huán)境要求來(lái)進(jìn)行配置，例如配置空調(diào)或者防靜電地板等。如果運(yùn)行環(huán)境沒(méi)有達(dá)到DCS系統(tǒng)運(yùn)行的要求也會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行造成影響。甚至?xí)绊慏CS系統(tǒng)的使用壽命。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們相信在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中只要克服影響DCS系統(tǒng)安全運(yùn)行的干擾因素，那么DCS就可以安全、可靠、長(zhǎng)周期地運(yùn)行，即使DCS出現(xiàn)問(wèn)題，也能得到及時(shí)處理。