1、1DCS 系统故障分析处理及维护防范措施【摘要】对 DCS 系统的故障及隐患进行了分析和总结，并提出了防止系统故障及隐患应采取的措施或对策，对提高 DCS 系统的整体可靠性，保证机组安全、稳定运行具有一定的参考价值。 【关键词】DCS 系统故障分析维护防范 Abstract: DCS systems fault and potential problems were analyzed and summarized, and put forward the prevent system failure and hidden trouble should take measures or coun
2、termeasures, to improve the reliability of the whole DCS system and ensure its safe and stable operation to have the certain reference value Key Words: DCS System; Fault Analysis; Maintenance; Prevent 中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号： 分散控制系统（Distributed Control System）是以微机为核心的分布式控制系统，将现代高科技的最新成就，计算机技术、通讯
3、技术、CRT 显示技术和自动控制技术 ( 即四 C 技术 ) 集为一体，使自动化仪表装置向系统化、分散化、多样化和高性能化的方向产生了一个质的飞跃。由于分布式控制系统的分散结构的思想替代了计算机集中控制，使得系2统的可靠性得以极大的提高；高性能的微机处理能力使系统的功能远远超过了以往任何自动化仪表；高速有效的通讯系统和 CRT 显示技术，为系统资源的共享和集中管理，方便而丰富的人机联系提供了强有力的支持。在这基础上，现代控制理论的实用化成为可能，大大促进了自动控制技术的发展。 随着技术的发展，DCS 系统自 20 世纪 70 年代由美国霍尼韦尔（Honeywell）公司推出 TDC-2000
4、系统开始至今，30 余年间已经经历了4 代。分散控制系统在工业生产过程控制中迅速普及，广泛用于电力、石化、冶金、建材、制药等各行业，成为过程控制系统的核心。分散控制系统的应用大幅度地提高了生产过程的安全性、经济性、稳定性和可靠性。 一、DCS 系统特点 1、DCS 系统具有相对开放的控制功能 DCS 系统控制程序采用任务运行方式，每个任务都可以预先设定运行优先级及运行周期，因此，不仅能实现复杂调节回路的愿望，还能实现开关量的快速控制。其设计也采用系列化的设计，各台计算机可以采用局域网的形式进行通信并实现信息传输，当需要改变其传输方式、系统功能及需要扩充之时，可以直接增设计算机台数，并且简单而方
5、便的连入系统通信网络，如果需要卸下部分计算机，也是同样的道理，根本不会影响到其他系统的正常运作。 2、DCS 系统具有配置灵活的功能 DCS 系统在软硬件组态过程中，通过不同流程应用对象来实现软件的3组态，简单而言就是确定控制信号与测量及它们之间的连接关系，而控制所需要的各种监控和报警画面，是通过控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形来实现的，这就简单而直接地实现了所需要的控制系统。 3、DCS 系统维护起来更加简单 DCS 系统所设置的小型或微型的专用计算机，因为其功能单一，每一台都有属于自己的单一而专业的任务，因此，当出现故障时，也会显得容易更加容易检测，当其中一台出现故障之
6、时，因为不会影响到其余设备的正常运行，所以维修起来也相对简单，可以迅速地找到维修方法并排除故障。 4、DCS 系统具有个工作站之间的相互协调性 在 DCS 系统中，每隔工作站之间通过通信网络来实现各种信息和数据的传送，整个系统之间可以达到信息共享及协调工作，这样对于系统控制及系统总体功能的优化处理有一定的优势。 5、DCS 系统具有功能齐全的控制系统，可以实现不同的控制任务 DCS 系统的构成方式非常灵活，通常由通用服务器、工业控制计算机和可编程控制器组成，也可以自由搭配专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、数据采集站、现场控制站等，来实现控制系统去控制不同专业要求的各种控制任务。另
7、外，DCS 系统可以根据计算机技术的发展，按照更高性能与需要的计算机设备，通过网络连接去实现更高级的管理功能，例如计划调度、仓储管理、能源管理等。 二、DCS 系统故障分析 41、由外部工作环境问题引起 DCS 控制系统对外部工作环境的要求较为苛刻，温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有较大影响。严格控制电子间的环境条件，可以延长热控设备的使用寿命，提高控制系统工作可靠性。 针对这种情况，电厂在各电子设备间内加挂了温、湿度计，密切监视温湿度数据，将电子设备间的环境温度控制在规程要求的 1824之间。另外，我们加强每日巡检工作，检查其是否符合规程标准的要求。针对电厂电子设备间的门经常开启的情况，
8、导致粉尘进入 DCS 硬件内部，使计算机芯片的散热和绝缘下降，我们制订了热工电子设备间进出入登记制度，并严格执行。另外，提高和改善热控就地设备的工作环境条件，也是减少 DCS 故障的一个重要手段。热控就地设备工作环境普遍十分恶劣，提高和改善就地设备的工作环境条件，对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。例如电厂通过改造，采取防雨、防潮、防腐蚀措施将就地设备接线盒尽量密封；将就地设备尽量远离热源、辐射、干扰；就地设备如变送器、过程开关等尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。 2、由通道或模块故障问题引起 过程通道故障出现最多的是 I/O 模件故障：I/O 模件故障可采用系
9、统诊断及万用表的测量判断与处理，一般通过更换通道或更换备件进行处理，至于其内部元件老化或其他原因造成的损坏，热控人员一般不好判断。由于生产厂家的 I/O 模件制造已成一体化的趋势，所以只能购买备件。这类故障在正常运行中出现的几率较低。在运行中更换模件时一定5要做好安全防护措施，诸如佩带静电手环等等。更需注意的是在强电与弱电间要保持一定的间隔，很多时候因为下雨会导致就地设备进水误发信号或者直接导致强电与弱电短路使得强电反串至模件，从而造成模件损坏或烧毁。我公司就曾出现过输入输出模件损坏的情况，蒸汽吹灰系统位置反馈与电气控制回路用行程开关共用一个设备，接点粘连造成强电串入，烧毁模块底座。 3、由操
10、作员站或工程师站死机问题引起 这类问题相对其他硬件故障来说要多一些，电厂曾经发生过硬盘或模件故障、通讯故障、冷却风扇故障、操作不当、数据线、电脑存储空间狭小等问题，这类故障的出现一般是由于人机接口故障（个别电脑死机） ，而大面积死机的情况较少，可通过重启电脑，删除不必要的存储空间，检查通讯和软件设置，更换风扇等硬件的方法进行处理。 4、由系统时间不一致问题引起 系统时间一定要保持一致，如果不能保证，那么极可能引起所有采集信号、指令反馈等信号时间冲突，严重的将导致系统失控，使得机组面临事故的边缘。 5、由 DCS 系统升级改造引起 在 DCS 系统的升级改造中，切不可为了节省投资而选用不当设备，
11、同时在进行升级改造后的试验时，要制定详细、完备的试验计划和方案，将升级改造给系统带来的安全隐患降到最低。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备，以提高 DCS 系统的整体可靠性和安全性。 6三、DCS 系统处理方法 1 、DCS 系统紧急处理措施 （1）当全部操作员站出现故障时（所有上位机“黑屏”或“死机” ） ，由于机组未设置后备硬手操及监视仪表，应采取立即停机、停炉的处理措施。 （2）当分散控制系统通信网络发生故障时，造成所有数据不能刷新，应按照“全部操作员站出现故障” ，采取立即停机、停炉的处理措施。 （3）当主要现场控制站内部系统通信网络发生故障或主、副控制单元
12、（DPU 均出现故障（“死机”或“失电” ） ，无法维持机组安全、可靠运行时，应立即采取停机、停炉的处理措施。 2、 DCS 系统各功能故障紧急处理措施 （1）当部分操作员站故障，只有少数操作员站可监视和操作时，应由可用操作员站继续维持机组的稳定运行，但此时应停止重大操作，并做好机组事故预想，同时立即联系检修维护人员进行处理。 （2）DEH 失电死机造成汽轮机跳闸时，应按汽轮机跳闸处理。若未造成汽轮机跳闸，则将 DEH 切至硬手操，继续维持机组稳定运行，如果此时无特殊情况应停止操作，并做好机组事故预想，同时立即联系检修维护人员处理。 （3）辅助程控失电后，运行人员应尽量稳定机组运行，加强监视，
13、立即联系维护人员检修处理。在不能维持运行时（运行设备跳闸，备用设备无法启动） ，应采取紧急停止机组运行措施。 结束语 7统维护人员要根据系统配置和生产运行特点，制定科学合理的维护策略和方法，加强系统维护，对运行中出现的故障，具体问题具体分析，及时处理，确保 DCS 系统稳定可靠运行。 参考文献 1 路永宇. 提高 DCS 运行可靠性的措施J. 化工自动化及仪表. 2011(08) 2 李强. 浅谈 DCS 系统设计及维护J. 企业导报. 2011(13) 3 杨海云,乔泽慧. 电厂 DCS 系统应用分析J. 中国新技术新产品. 2011(18) 4 查方兴. I/A Series 系统及应用J. 工业计量. 2009 (06) 作者简介：杨金玲（1981） ，工程师；学士学位，长期从事石油化工、电力系统、信息产业等领域 PLC、DCS 控制系统组态、调试、维护；
