符國(guó)誼

[摘? ? 要]DCS配置靈活，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分散控制。近年來(lái)，它在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，由于內(nèi)部軟件、硬件和外部環(huán)境的影響，DCS會(huì)出現(xiàn)一些故障，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。文章分析了工業(yè)自動(dòng)化控制DCS故障診斷的過(guò)程和方法，結(jié)合常見(jiàn)故障總結(jié)了系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)，以期為相關(guān)人員提供參考。

[關(guān)鍵詞]DCS;工業(yè)自動(dòng)化;應(yīng)用

[中圖分類(lèi)號(hào)]TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）04–00–03

Application of DCS Control System in Industrial Automation

Fu Guo-yi

[Abstract]DCS system has flexible configuration and can realize decentralized control of equipment. In recent years， it has been more and more widely used in the field of industrial production. However， in actual operation， due to the influence of internal software， hardware and external environment， DCS system will have some faults， which will affect the normal operation of the system. This paper analyzes the process and method of fault diagnosis of industrial automation control DCS system， and summarizes the system maintenance technology combined with common faults， in order to provide reference for relevant personnel.

[Keywords]DCS control system;industrial automation; application

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，一些高科技含量的設(shè)備投入越來(lái)越多，這些設(shè)備運(yùn)行參數(shù)復(fù)雜，需要功能更加完善地控制系統(tǒng)監(jiān)控其運(yùn)行。在工業(yè)自動(dòng)化控制中，DCS的廣泛應(yīng)用讓自動(dòng)化控制的可靠性越來(lái)越高。但由于DCS運(yùn)行的環(huán)境復(fù)雜，加上系統(tǒng)本身的軟硬件組成復(fù)雜，難免會(huì)出現(xiàn)一些故障。為了更好地發(fā)揮DCS在工業(yè)自動(dòng)化控制中的作用，需要加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)，總結(jié)其在運(yùn)行中常發(fā)生的故障類(lèi)型，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，針對(duì)性地采取科學(xué)措施進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，確保其穩(wěn)定運(yùn)行，更好地發(fā)揮控制功能。

1 DCS概述

1.1 DCS及其發(fā)展趨勢(shì)

相關(guān)技術(shù)人員將現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)高速處理技術(shù)融入DCS中，使該套系統(tǒng)獲得了極強(qiáng)的運(yùn)算能力，能夠針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的各類(lèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及生產(chǎn)細(xì)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行精準(zhǔn)化監(jiān)管，同時(shí)還能完成微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)模塊內(nèi)容的提取以及各類(lèi)數(shù)據(jù)信息運(yùn)算，分析儲(chǔ)存等工作。在實(shí)際開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)期間，在該套設(shè)備的有效監(jiān)管下，工作人員能及時(shí)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況以及生產(chǎn)工作的開(kāi)展情況精準(zhǔn)快速地掌握，有效地將各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)提取出來(lái)。隨著現(xiàn)代DCS的不斷完善，其功能模塊也會(huì)更加豐富，整體界面風(fēng)格也會(huì)更加簡(jiǎn)潔，在人機(jī)界面交互的過(guò)程中，便于工作人員的操作和處理。一旦發(fā)生機(jī)械設(shè)備的故障，DCS會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警定位故障位置和診斷故障產(chǎn)生的原因，為后續(xù)維修工作提供相應(yīng)的處理策略參考，減少機(jī)械設(shè)備故障問(wèn)題對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的不利因素。

1.2 DCS結(jié)構(gòu)

DCS的開(kāi)發(fā)企業(yè)，通過(guò)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入控制系統(tǒng)中，使控制工作更具實(shí)效性以及整體性，面對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)分析工作以及數(shù)據(jù)傳輸工作，能展現(xiàn)出極高的工作效率以及基本穩(wěn)定的工作表現(xiàn)，可促使現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)工作逐步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操控目標(biāo)。同時(shí)，DCS的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的合理運(yùn)用DCS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運(yùn)用，也讓相關(guān)技術(shù)人員能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的功能性進(jìn)行擴(kuò)展，數(shù)據(jù)處理能力不斷提高。在實(shí)際開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)控制工作的過(guò)程中，工作人員僅需在人機(jī)交互界面的顯示屏上進(jìn)行功能模塊的選取，便能完成各類(lèi)控制命令的下達(dá)，還可結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的具體需求，不斷對(duì)功能模塊進(jìn)行規(guī)范和擴(kuò)展。因此，為了滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展以及愈發(fā)創(chuàng)新的行業(yè)背景，相關(guān)技術(shù)人員要推動(dòng)DCS全面匹配的應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，為我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)支持和保障。

2 DCS常見(jiàn)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

2.1 軟件設(shè)備

在各類(lèi)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行和計(jì)算的過(guò)程中，其軟件設(shè)備就不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，這些故障會(huì)兼容性較低，而無(wú)法下載和安裝其他功能等。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，DCS正常應(yīng)用期間，其軟件設(shè)備內(nèi)容中會(huì)包含工程師站、組態(tài)、操作人員站、服務(wù)器等項(xiàng)目，結(jié)合不同DCS組成部分，燈光工作人員會(huì)將各個(gè)設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)，完善DCS的功能性以及兼容性，使其在面對(duì)各類(lèi)控制任務(wù)時(shí)都能游刃有余的完成。但因?yàn)楦鱾€(gè)控制系統(tǒng)軟件組成部分具備各自的功能性，所以其軟件的服務(wù)商也往往不盡相同，會(huì)導(dǎo)致個(gè)軟件在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不兼容問(wèn)題，使整個(gè)DCS無(wú)法正常持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至還會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓的問(wèn)題。為了解決軟件設(shè)備產(chǎn)生的不利影響，DCS的技術(shù)要不斷對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)試，提高各個(gè)軟件部分的兼容性和匹配性，有效避免因兼容不足問(wèn)題而帶來(lái)的沖突問(wèn)題，讓軟件的應(yīng)用更加科學(xué)規(guī)范，也能避免管理機(jī)制的缺陷導(dǎo)致軟件設(shè)備故障問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.2 操作過(guò)程

一旦DCS在持續(xù)操作過(guò)程中發(fā)生故障，其故障的表現(xiàn)形式會(huì)極為復(fù)雜。其表現(xiàn)狀況通常會(huì)呈現(xiàn)出操作異常、運(yùn)行異常、系統(tǒng)死機(jī)等狀況，而這些異常故障會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的高效推進(jìn)造成阻礙。如果造成故障的主要原因是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到了病毒攻擊導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)延遲或者系統(tǒng)功能無(wú)法正常運(yùn)用。其次，當(dāng)系統(tǒng)中MCU容量的設(shè)置不科學(xué)，或技術(shù)人員未能對(duì)系統(tǒng)機(jī)箱進(jìn)行定期清理，從而增加了系統(tǒng)內(nèi)存的占用量，機(jī)箱內(nèi)部的各個(gè)零部件接觸不良問(wèn)題和風(fēng)箱故障問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致操作系統(tǒng)產(chǎn)生故障。一旦DCS出現(xiàn)內(nèi)部故障，其操作界面就會(huì)顯示藍(lán)屏以及系統(tǒng)死機(jī)，在此狀況下就要針對(duì)各類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生原因進(jìn)行一一排查。為了避免DCS控制系統(tǒng)在實(shí)際操作的過(guò)程中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)維護(hù)人員就要定期進(jìn)行維護(hù)管理，安裝合理有效的殺毒軟件，定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行木馬病毒的查殺和清理使系統(tǒng)能夠在安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下持續(xù)運(yùn)營(yíng)，還要對(duì)MCU容量進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，避免出現(xiàn)MCU容量過(guò)高或者容量較低等狀況，誘發(fā)操作系統(tǒng)的故障。

2.3 干擾問(wèn)題和解決策略

在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行DCS操作，必須要下達(dá)各類(lèi)指令，而指令需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的傳輸設(shè)計(jì)。如果在信號(hào)通信的過(guò)程中受到了阻礙，如變頻器對(duì)通信信號(hào)造成干擾或者電磁繞組干擾了模擬量，設(shè)備的運(yùn)行就無(wú)法持續(xù)開(kāi)展，所下達(dá)的各類(lèi)指令也無(wú)法傳輸?shù)皆O(shè)備中。針對(duì)此問(wèn)題，相關(guān)工作人員在維護(hù)工作中要加大檢測(cè)力度，保持認(rèn)真的設(shè)備檢查態(tài)度，為其設(shè)置濾波器，降低變頻器載波頻率，避免其對(duì)DCS造成不必要的信號(hào)干擾。

3 DCS在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用維護(hù)

3.1 制定科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃

隨著近年來(lái)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域DCS控制技術(shù)的不斷推廣及全面應(yīng)用，其應(yīng)用成熟性也得到了大大的提高，DCS的用戶量也在持續(xù)增長(zhǎng)。而為了有效提高DCS的應(yīng)用效率，發(fā)揮出該套控制系統(tǒng)的最佳價(jià)值，工作人員要結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，制定出科學(xué)合理的維護(hù)方案，有效降低故障問(wèn)題的發(fā)生概率，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和高效性，為工業(yè)生產(chǎn)做出巨大貢獻(xiàn)。

3.2 加強(qiáng)故障檢測(cè)方法的創(chuàng)新

針對(duì)各類(lèi)故障的檢測(cè)方法，需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，大幅度提高故障的檢測(cè)效率以及故障判定的精準(zhǔn)度，及時(shí)找出故障的位置，從而采取處理策略讓工業(yè)生產(chǎn)故障問(wèn)題帶來(lái)的不利影響降到最低。首先，應(yīng)用DCS當(dāng)中的信息檢測(cè)方法，在控制系統(tǒng)中安裝信息收集裝置，在其運(yùn)行的過(guò)程中便能將大量的信息收集和存儲(chǔ)，再使其與其他標(biāo)準(zhǔn)信息做對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)數(shù)據(jù)超出了合理范圍，收集器便會(huì)自動(dòng)向中央控制器進(jìn)行故障預(yù)警，管理人員便可迅速開(kāi)展DCS運(yùn)行狀況的監(jiān)管工作，同時(shí)包括電子探測(cè)儀器的檢查工作，讓相關(guān)工作人員及時(shí)了解、掌握和解決DCS中的故障。

3.3 創(chuàng)新維護(hù)人員的維修模式和檢測(cè)故障法

現(xiàn)代化DCS的相關(guān)工作人員要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)備維修模式和設(shè)備養(yǎng)護(hù)理念，不斷強(qiáng)化各類(lèi)設(shè)備檢測(cè)維修頻率。在日常的檢修維護(hù)工作中，要保持積極的工作態(tài)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制DCS當(dāng)中存在的隱蔽故障隱患，隱蔽故障隱患能夠得到良好的控制，避免故障帶來(lái)的不良影響和經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)維修工作，還能讓工業(yè)自動(dòng)化控制DCS各個(gè)零部件應(yīng)用壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)，降低設(shè)備資源的損耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。DCS的維護(hù)工作，需要相關(guān)維護(hù)人員創(chuàng)新自身的維護(hù)思維，提升維護(hù)工作效率，打造完整的維護(hù)計(jì)劃和維護(hù)方案。為了不斷提高DCS的維護(hù)質(zhì)量，相關(guān)工作人員可引進(jìn)創(chuàng)新檢測(cè)故障技術(shù)，對(duì)各類(lèi)可能發(fā)生的新型故障做出良好預(yù)防。傳統(tǒng)的故障問(wèn)題檢測(cè)方法，已經(jīng)無(wú)法解決現(xiàn)代化DCS的維護(hù)問(wèn)題，相關(guān)工作人員要不斷創(chuàng)新故障檢測(cè)工作的各項(xiàng)策略。例如，借助信息收集進(jìn)行檢測(cè)工作的電磁檢測(cè)法，技術(shù)人員會(huì)在控制系統(tǒng)當(dāng)中安裝信息收集器，分級(jí)別的收集各個(gè)控制環(huán)節(jié)的信息內(nèi)容，如果系統(tǒng)收集信息內(nèi)容和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信息出現(xiàn)不符狀況，中央控制器就會(huì)接收到收集器的信息反饋，工作人員便可了解到DCS的異常問(wèn)題。合理地運(yùn)用電子控制法，技術(shù)人員便可借助電子探測(cè)設(shè)備，對(duì)DCS的整體運(yùn)行狀況進(jìn)行全面了解，一旦電子探測(cè)設(shè)備發(fā)生故障，工作人員就會(huì)接收到系統(tǒng)的反饋信息。而為了提高DCS故障問(wèn)題的檢測(cè)效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏故障問(wèn)題，并快速將其解決，相關(guān)工作人員就要高效的運(yùn)用故障檢測(cè)法，而現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作水平也直接影響著DCS的維護(hù)質(zhì)量。因此，DCS維護(hù)工作人員提升自身的維護(hù)技術(shù)水準(zhǔn)，定期參加DCS維護(hù)知識(shí)培訓(xùn)活動(dòng)，確保自身能夠妥善的應(yīng)對(duì)各類(lèi)DCS故障問(wèn)題，針對(duì)其問(wèn)題及時(shí)找出故障的發(fā)生原因，并采取有效措施將故障解決。另外，還要對(duì)維修人員的維修技能水平不斷提高，豐富其故障問(wèn)題的維修知識(shí)儲(chǔ)備，并對(duì)其進(jìn)行故障問(wèn)題的實(shí)踐操作訓(xùn)練，規(guī)范其維修方法。只有具備專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力的維修工作人員，才能更好地開(kāi)展維修工作，讓DCS得到精準(zhǔn)高效的維護(hù)。

3.4 優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)

結(jié)合我國(guó)目前的DCS故障問(wèn)題排查流程以及排查策略，相關(guān)工作人員需要對(duì)其故障的發(fā)生原因以及產(chǎn)生部位進(jìn)行確定，隨后對(duì)故障做出針對(duì)性的檢修工作。結(jié)合當(dāng)前DCS的應(yīng)用模式，相關(guān)工作人員在對(duì)其進(jìn)行維護(hù)工作的過(guò)程中，要始終把控DCS主控系統(tǒng)以及和主控系統(tǒng)相連接設(shè)備的通信負(fù)荷率。針對(duì)通信負(fù)荷力的維護(hù)工作，要對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)化檢測(cè)。其需要應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器，在控制工作開(kāi)展的過(guò)程中定期進(jìn)行通信負(fù)荷率檢測(cè)，使現(xiàn)場(chǎng)管理人員能夠時(shí)刻把控，控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。如果通訊負(fù)荷率高于合理范圍值，相關(guān)工作人員就要對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)做出調(diào)整，不斷降低通信負(fù)荷率。在降低通訊負(fù)荷率的同時(shí)，還要定期對(duì)DCS的通信電纜進(jìn)行維護(hù)，審查電纜是否存在老化、絕緣皮破損，整體腐蝕等問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或者破損問(wèn)題，就要及時(shí)更換，確保電纜質(zhì)量能夠達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，DCS的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用空間在不斷的擴(kuò)大。而DCS網(wǎng)絡(luò)作為控制體系中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，需要相關(guān)工作人員，保障DCS操作的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)也能結(jié)合多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，突破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式空間上和技術(shù)上的阻礙，加快我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的總體效率。為此相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)其開(kāi)展全面有效的維護(hù)檢修工作，將DCS的故障發(fā)生概率，為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持和保障。

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