許昂?劉瑾瑾

摘 要：本文首先就電氣自動化DCS系統(tǒng)的概念進行闡述，并分析了其在安裝、調試環(huán)節(jié)的相關技術要點，最后基于個人經驗，分析了DCS系統(tǒng)的故障處理方法，希望能夠為從事相關工作的人員提供一定有價值的參考。

關鍵詞：DCS系統(tǒng);安裝;調試;故障處理

在電氣自動化當中，DCS系統(tǒng)是其中的核心部分，是保障電氣設施高效穩(wěn)定運行的重要前提，因此，掌握DCS系統(tǒng)的安裝調試技術要點，并學會相關的故障處理技術，是相關工作人員必須要掌握的技能。

1 DCS系統(tǒng)的概念

DCS系統(tǒng)，其本質是一種結合了計算機技術、CRT技術、通訊技術以及控制技術的集散控制技術。DCS系統(tǒng)通常由工程師站、操作站、控制網絡以及控制站構成。在此之中，工程師站的功能是為系統(tǒng)維護人員和技術人員服務，理論上來講，工程師站的權限極高，一般的操作人員無權限。在DCS系統(tǒng)應用過程中，展現(xiàn)出了穩(wěn)定性強、控制能力好、操作簡便、人機界面交互感優(yōu)秀等諸多優(yōu)點。當前，在全球范圍內，DCS系統(tǒng)非常多見，例如國際上比較有知名度的霍尼韋爾、艾默生、費希爾DCS系統(tǒng)，以及國內自主研發(fā)的浙大中控、北京和利時等。

2 DCS系統(tǒng)安裝環(huán)節(jié)技術要點

在DCS系統(tǒng)安裝環(huán)節(jié)，可以將其劃分為軟件安裝和硬件安裝兩個板塊。其中，針對軟件的安裝主要是將系統(tǒng)軟件裝入到指定計算機當中，之后根據(jù)電力自動化技術要點，進行組態(tài)、編譯，令其符合生產需要。而硬件的安裝則相對較為復雜，主要涉及有以下幾個方面。

1）儀表柜的安裝技術要點。在儀表柜安裝的過程中，對現(xiàn)場環(huán)境條件有一定要求。如舍內整潔度、濕度、電氣土建施工是否完成等，針對購買的儀表設備，安裝人員首先應進行開箱檢測，在檢測之前，必須要設備管理部門和采購部門的工作人員同時在現(xiàn)場，確認部件來自招標工程當中，在檢測完好，三方均無異議后再進行登記簽字，并保存相關文件。在正式進行配件柜的安裝作業(yè)時，應先進行底座安裝，通常情況下，底座是由精鋼制作的，在安裝的過程中，需要有經驗的焊工進行配合，保障在焊接作業(yè)的過程中鋼槽不發(fā)生形變，同時底座和室內的距離滿足原有的設計要求。在焊接完成之后，需要檢測槽鋼是否發(fā)生形變、是否焊接位置出現(xiàn)毛刺等，做好防腐蝕處理。

2）接線技術要點。接線可以劃分成柜內接線和施工現(xiàn)場柜內連線兩種操作，柜內接線筒倉使用多芯屏蔽軟線，目前國內較為常用36芯或16芯，在接線之前，必須要檢測導線上數(shù)字標注是否清晰。從現(xiàn)場到控制柜的線纜通常使用1.5mm的阻燃屏蔽電纜，這種電纜通常線芯顏色為黃綠或藍綠色，因為現(xiàn)場測量和控制量數(shù)量較多，所以在柜內接線操作整體比較復雜，需要工作人員在接線的過程中不對絕緣層造成損害，避免出現(xiàn)異常故障。在接線完成以后，工作人員還需要進行校對處理，若此時計算機組態(tài)完成，也可以基于計算機所顯示的數(shù)據(jù)進行校對。

3）接地安裝技術要點。DCS系統(tǒng)中，其儀表接地可以劃分成系統(tǒng)接地、交流保護接地以及安全接地三種類型，其中系統(tǒng)接地對技術要求最為嚴格，阻值需要控制在1歐以內，通常是在遠離電氣接地的室外進行地極搭接，并使用扁鋼進行焊接（建議采用氬弧焊的方式）。其他接地對阻值的要求均為4歐以內，儀表接地質量的優(yōu)劣，將會對檢測結果帶來直接影響，因此施工人員應基于現(xiàn)場實際狀況，開展相關工作。

3 DCS系統(tǒng)調試環(huán)節(jié)技術要點

在DCS系統(tǒng)安裝完畢之后，便需要進行調試工作。整體來講，針對DCS系統(tǒng)的調試大體可以劃分成兩個部分，即模擬回路調試和數(shù)字回路調試，接下來本文就對這兩部分內容調試的技術要點進行分析。

1）模擬回路的調試。把DCS系統(tǒng)控制系統(tǒng)開啟，之后啟動回路測試軟件。工作人員從顯示器所呈現(xiàn)的畫面中，便能準確發(fā)現(xiàn)模擬儀表的測量情況（包含測量值顯示、數(shù)據(jù)圖像的繪制等），并且還可以觀測到控制回路當中的各種數(shù)據(jù)。同時工作人員可以針對控制方式、數(shù)據(jù)、給定值等在一定的權限范圍內進行更改。值得注意的是，在進行回路調試的過程中，現(xiàn)場工作人員除了需要就顯示屏當中所呈現(xiàn)的內容進行關注以外，還需要對儀表執(zhí)行過程中所涉及的相關機械設備的運行狀態(tài)進行檢測。

2）數(shù)字回路的調試。DCS系統(tǒng)中的數(shù)字回路，是指電氣設備的啟動、停止、預開啟以及運行狀態(tài)和儀表盤數(shù)據(jù)的調試等過程，在這一環(huán)節(jié)當中，必須要有電氣設備技術人員和相關技術人員共同在現(xiàn)場進行協(xié)同合作。在設備進行首次啟動時，必須要經過機械維修人員、技術人員和電氣工作人員的認可，這樣方能進行機電調試。為了預防在這一過程中出現(xiàn)意外情況，數(shù)字回路的調試應選擇點動的方式，在電動趨向于穩(wěn)定狀態(tài)后，才能夠對其他設備進行開啟和加速。因為電氣設備之間存在有連鎖關系，所以在設備調試的過程中，經常會發(fā)生電路和兩位閥不能正常啟動的現(xiàn)象，此時就需要對自動控制連鎖開展分析，直到連鎖得到解除以后，才能夠采用手動的方法進行調試。

4 例談DCS系統(tǒng)的故障及排除

筆者認為，DCS系統(tǒng)故障可以劃分為硬件故障和軟件故障兩種類型。其中軟件故障多半是組態(tài)故障或程序出現(xiàn)BUG而形成的故障，其中組態(tài)故障在DCS系統(tǒng)中比較多見，基本上都是因為涉及人員輸入組態(tài)出現(xiàn)錯誤所導致的，通常DCS系統(tǒng)的軟件中都可以對故障進行分析，觀測是哪一步出現(xiàn)錯誤。值得注意的是，程序故障通常都和工藝連鎖之間存在關聯(lián)性，因為工藝對控制沒有達到應有的要求而出現(xiàn)故障;硬件故障就是控制器、電源、相關模塊等所日常運行過程中所出現(xiàn)的故障（涵蓋有現(xiàn)場線路的故障），其中電源故障通常是因為電力提供的回路出現(xiàn)跳閘、儀表電源柜跳閘、24V電源故障、UPS故障等原因所導致。線路故障，通常是因為接線端子處出現(xiàn)松動、現(xiàn)場導線毀壞或者現(xiàn)場儀表設備出現(xiàn)故障所導致的?？湍K故障，通常是元器件自身質量和使用過程中操作不當所導致的。

接下來，筆者就日常工作中遇到的某一真實案例開展分析。

案例分析：某企業(yè)使用的是DeltaV控制系統(tǒng)，在進行檢修確認無誤后開啟，此時，工藝操作人員突然發(fā)現(xiàn)很多油罐的溫度均達到了儀表顯示的極值，同時本來應該顯示成綠色的字體變成了紅字，并且發(fā)出閃爍警報，在這一情況下，馬上通知了維護工作人員和儀表管理人員。

故障的判斷和排除：首先，工作人員需要盡快確定是計算機系統(tǒng)（涵蓋儀表控制柜當中的接線和卡件部分）的故障還是現(xiàn)場環(huán)境因素造成的故障。經檢測，工作人員并未發(fā)現(xiàn)計算機軟件存在有任何問題，但是，使用萬用表測有關線路的溫度顯示為極值的電阻時發(fā)現(xiàn)，電阻存在問題。所以現(xiàn)場工作人員及時就這些電阻進行了更換，最后就被替換下的電阻進行檢測后發(fā)現(xiàn)，其中一個電阻的絕緣損害，金屬導線接觸到了線路中的鍍鋅保護管發(fā)生接地，在進行電阻更換處理后，DCS系統(tǒng)完全恢復了正常。

5 結束語

整體來講，針對DCS系統(tǒng)的安裝、調試以及故障檢測和排除，是保障該系統(tǒng)順利運行的重要前提，因此，有關工作人員必須要對此項工作高度重視，只有這樣，才能讓DCS系統(tǒng)在使用過程中發(fā)揮最大的作用，為相關企業(yè)帶來更加豐厚的經濟效益。

參考文獻

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[3]江安倫.基于DCS的造紙自動化控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].上海交通大學，2010.

作者簡介

許昂（1992-），男，漢族，山東日照市，本科，初級工程師職稱，研究方向：電氣工程及其自動化。

劉瑾瑾（1987-），女，漢族，河南周口市，本科，初級工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。