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DCS

DCS系統常見故障及對策

  2018年01月18日  

  DCS系統就是分散控制系統,它是結合了計算機、顯示、通信、連續監測、報警、可編程控制的現代高科技技術,功能全面,操作便捷,組態靈活,穩定可靠。實踐證明,DCS系統應用于大中型生產企業,不但有助于日常生產維護和可靠穩定運行,另外還能為企業節省開支,從而降低成本,提高企業核心競爭力。

  1 DCS系統常見故障

  1.1 通信故障

  DCS系統網絡拓撲方式以及采用的通信協議多種多樣,但就市場上不同品牌的DCS系統在網絡組織架構上大多都分了兩個層級:其一面向中央處理器以及其下的拓展分站(下位機),其二則是人機界面,諸如操作員、服務器、操作員站的各種站點(上位機)。通信故障通常表現為這樣幾種形式:系統死機、脫網、通訊中斷等等。造成通訊故障的原因,常見的有以下三種:首先,DCS系統通信功能的運行大都是通過一個節點向另一個節點問詢數據完成的,如果另一個節點沒有該數據,它會一遍又一遍詢問,直至讀取數據,倘若網上并無此數據,網絡就會被堵塞,通信就無法正常進行。其次,DCS組態欠缺,其應用軟件伴隨著科技的發展一直在增加,但實際上并沒有和I/O點連接起來,因而CPU在讀取數據過程中,即使讀取了數據,但有效的也很少,這就給CPU帶來了相當大的負荷,很容易造成網絡被堵塞。最后,網絡通信介質出問題、硬件升級驅動程序跟不上、運行環境溫度過高等等因素都可能給通信造成阻礙。

  1.2 硬件故障

  硬件故障一般表現在過程控制層中,主要是整個系統中的模塊,尤其是I/O受到了損傷。硬件故障表現會十分明顯,所以比較容易察覺,它帶來的影響通常只是局部的,像參數顯示不變化就是硬件受損的表現。硬件受損多由于使用不恰當或者是使用時間太長導致原件老化所致。倘若DCS周邊環境多塵、高溫,會嚴重縮短其使用壽命,考慮到這一點,在安裝DCS控制系統之前,最好保證土建、裝修工程已經完工,倘或是在夏天,還要注意及時開啟空調,或者在對DCS系統產品進行選型時針對復雜環境應重點考慮防護等級的問題。目前市場上很多品牌的DCS產品都已經開發了硬件的自診斷功能,可以直接在上位機上反映出出現問題的硬件所在位置,還可具體到哪一個通道出現故障,也對排除硬件故障帶來了很多便利。

  除了通道故障,硬件故障中也存在人機接口故障,人機接口故障具體表現有:鼠標無法正常操作,因為失效,所以操作人員使用非常不方便,造成這一狀況的原因,可能是USB接口不穩定,也可能是計算機主板有問題。死機可能是因為DCS系統軟件本身存在缺陷,也可能是因為CPU負荷太大所致,當這種情況發生的時候,要耐心分析其原因。功能鍵盤操作失靈,有時候會出現按鍵接觸不良的情況,這時候鍵盤操作就不正常了。

  1.3 軟件故障

  軟件故障通常都是由DCS系統本身缺陷所造成,大都出現在DCS軟件升級階段初期。軟件是DCS系統最復雜的一個部分,程序復雜,組態工作者多是交叉作業,如此一來,一旦溝通不到位,就會出現漏洞,軟件錯誤就不可避免。DCS系統軟件修改需要嚴格遵照規定執行,同時針對修改進行備份,如遇數據丟失,就可以借助備份進行修復。軟件故障主要有以下三種:主CPU和從CPU的組態信息不相一致,致使CPU無法完成初始化;網絡通訊壓力過大,造成系統混亂;某元件更新后,相關的參數沒有相應改變。

  1.4 電源故障

  電源故障會直接導致DCS系統控件功能失靈,停止運作,造成經濟損失,控制電源不夸張地說就是DCS系統的“生命線”。一些尤其重要的電源如果發生故障,就會直接影響到保護邏輯以及其他控制邏輯有序穩定的工作,甚至會導致一些連鎖關系的驅動元件誤動作,造成嚴重生產事故。電源常見故障有:(1)接線頭壓接不牢或者接插不穩,出現接觸不良狀況;(2)CPU出現問題或者是保險配置不合理,使電源被切斷;(3)電源線布線缺乏科學性,與那些有著強烈磁干擾的設施距離過近;(4)種種原因導致模件損傷。

  2 預防措施

  2.1 抗信號干擾

  即使是輕微的信號干擾,也可能造成通信故障,影響系統工作,引發系統癱瘓,或者信號干擾直接干擾到進DCS的信號,從而產生誤動作等等都會帶來巨大損失,如何更好地抗信號干擾,可以預防采取這樣一些措施:第一,在粉刷中央控制室四周的墻壁之前,有必要安裝一層密集的鋼絲網,接著再與PE接地系統相互連接起來,這樣就可以有效避免強電磁場巨大的干擾。第二,動力設備最好不用串聯的方式讓它們接地,盡可能地讓動力設備與接地線保持距離。第三,采用雙回路冗余電源系統為DCS供電,始終保持UPS一直供電不間隔,提高電源、電路的總體抗干擾水平。第四,所有模擬量信號進DCS系統都必須用屏蔽電纜連接,屏蔽層需專門做好屏蔽接地,其對地電阻必須在1Ω以下。第五,盡可能屏蔽DCS系統周圍的無線電。

  2.2 UPS電源維護

  定時借助紅外線測溫儀測量關鍵接線端子的實際溫度,同時予以詳細記錄,如果有升溫,要格外留心;借助萬用表對電源電壓進行測量,記錄數據,如有波動,要格外留心;DCS系統檢修或者停機階段,及時進行切換實驗,監測冗余CPU能否自動切換并處于正常工作狀態;檢查I/O模件,一些老化和腐蝕的電氣連接件要及時更換;嚴格遵照電池使用規則進行充電或者是放電;對風扇進行檢查,必要時進行清理,使風道能夠暢通無阻。

  2.3 DCS軟、硬件系統運行和管理

  2.3.1 運行管理。所謂的運行管理就是指日常巡檢、軟件管理、備件管理等等。軟件是DCS系統的核心,程序復雜,其組態和修改都必須依照規定執行,同時備份修改信息,防止因數據丟失所引起的故障;倘若遭遇DCS裝置出現問題,需要用備件進行替換,安裝使用之前,一定要對其功能有一個全面測試,避免整個系統故障再次發生。

  2.3.2 檢修管理。檢修管理重視檢修工藝和檢修程序,為了使DCS系統的穩定運行質量有所保障,能夠長時間正常作業,必須定時定期進行大檢修,例如軟件備份、清掃電源、零部件清潔等等。

  伴隨著科技的發展,DCS控制系統日臻成熟完善,并越來越廣泛地應用到各個工業生產領域,成為其中不可或缺的自控設備,DCS強大的功能,為工業生產帶來了巨大的經濟效益。

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