浅谈DCS系统故障及隐患

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　　摘 要：DCS控制系统在现阶段更多的使用了很多冗余技术，还有着很多优势，该系统有着很强的安全系数，灵活性较高容易控制，而且有着相对来说较高的管理学等。所结合实际，针对DCS系统故障及隐患进行了论述。
　　关键词：DCS;故障;隐患
　　在DCS控制系统之中，其控制中枢是电脑，其桥梁是互联网，它利用过程的监控去实现有效率地控制多种工业设备，并且进一步完成有效控制生产的全过程。运用了多项技术，比如说计算机、多媒体以及网络通讯等多种技术。有着很多特点，可以给予通讯以及人机界面多项不一样的功能。针对网络这一节点，DCS的网络应该是控制系统的中枢神经，并且该网络有着很强的安全系数，可以全面保证设备安全。与此同时，引进双冗余的控制系统技术。在该系统运行的过程之中，如果某环节中的关键控制单位出现了故障，一贯做法就是将有关的冗余单位快速转移到别的程序部里，以此确保该单位的安全。
　　机组的控制水平可以反映出自动化水平的高低，早期热工自动化水平低，主要采取在就地（现场）监视与操作的方式，这种控制方式只适应小容量，低参数的机组，耗费人力，且系统安全性较差。DCS随着计算机技术，容错技术和人机接口技术，窗口技术，交互图形的出现，以及标准化的数据通讯网络和人工智能的发展，更加趋向综合化、开放化发展。
　　由于它运行可靠性强，安全性好，系统组态灵活，控制功能完善，数据处理能力强，显示操作集中，人机界面友好而且调试方便，DCS在发电机组的应用已越来越广泛。然而虽然系统稳定性增强了，但是对DCS系统进行日常维护的人员来说，也需要改变原来的思维方式，而且更应该多学习，多进行隐患排查，摆脱对自动化设备的依赖性。现针对DCS隐患及故障进行深入细致地分析，找出故障的真正原因，并制定出防范措施且正确地得以实施，可以很好地防止及处理DCS系统隐患及故障。
　　一、外部工作环境问题
　　DCS外部环境要求需要我们引起重视。如不具备受电条件以及环境温度、湿度均无保证的情况下，计算机系统受电试运，运行初期计算机模件损坏率较高，造成难以弥补的损失。为此我们应该时刻监视DCS外部环境，我厂在每个电子间内加挂了湿度仪和温度计，电子间的环境温度标准以22～25℃为宜。并且定期巡检检查其是否符合运行标准。另外，机柜内电缆进出线的密封以及经常开放电子间的门也会导致粉尘等物侵入DCS硬件内部，使计算机芯片的散热和绝缘下降，也会留下大量的事故隐患。另外注意的是电子间内一定要采用大型独立空调，使得温度比较稳定而不受外界温度干扰。哈尔滨热电厂集控室和电子间采用中央控制空调（1用1备），给DCS营造了良好的工作环境。如果运行空调故障，立即启动另一台备用的。同时检查故障空调查找原因，一般是由室外机粉尘堵塞所致或者制冷剂用尽。
　　二、电源故障
　　哈尔滨热电厂DCS系统采用两路冗余供电，分别由保安段电源和UPS段供电，采用电源自动切换装置实现电源自动冗余，增加了设备的可靠性。各服务器的电源由于使用周期长，电子元件存在不同程度老化，近年经常出现某路服务器电源模块烧损，發现这种情况时，将烧损电源模块更换即可。这就要求我们在日常检查中仔细认真，发现异常立即处理。避免由于电源异常造成的机组非停事故的发生。
　　三、过程通道故障
　　过程通道故障出现最的多的是I/O模件故障：I/O模件故障一般的判断与处理，可以通过系统诊断及万用表的测量，一般通过更换通道或通过更换备件来处理，至于其内部元件老化或是其他原因造成的损坏，一般热控人员不好判断。而且生产厂家的I/O模件已制造成一体化的趋势，这样只能购买备件。这类故障在正常运行中出现几率不是很高。做为专业人员，在运行中更换模件时一定要做好安全防护措施诸如佩带静电手环等等，否则会引起系统变化或负荷变化，尤其是数字量输入输出模件。
　　更值得注意的是强电与弱电间保证一定的间隔，很多电厂因为下雨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，从而又使得模件损坏或烧毁。我厂就曾经出现过输入输出模件损坏的情况，主要原因是强电作用于回路造成。我们采用了加装隔离装置的方法避免类似事件的再次发生，还要定期更换DCS的相关继电器。
　　四、 操作员站或工程师站死机问题
　　这类问题相对其他硬件故障来说要多一些，我厂曾经多次发生过硬盘或模件故障，通讯故障，冷却风扇故障，操作不当，数据线问题，电脑存储空间狭小等等，这类故障的出现一般是人机接口故障（个别电脑死机），大面积死机情况比较少。这类故障一般可以通过重启电脑，删除不必要的存储空间，检查通讯和软件设置，更换风扇等硬件等等方法来处理。
　　此外，人为操作发生的故障在热工专业中的不安全事件中占有很大比例，在操作中尤为引起高度重视，减少人为故障。
　　五、 操作后设备状态不对
　　这一般是由于就地设备（电动门，调门，变频器等）长期反复工作或不使用而老化、污染、点通断不可靠、电缆插件等不牢靠等所致。需要排除检查即可。另一种就是DCS硬件引起的故障。一般由两个方面造成，一个方面是软件缺陷，另一方面是硬件本身故障的状态。针对这样的缺陷通常做法检查过程通道功能正常后，或者核实软件缺陷。
　　六、系统时间一致问题
　　系统时间一定要保持一致，如果不能保证一致，那么很可能引起所有采集信号，指令反馈等信号时间冲突，严重的可以导致系统失控，使得机组面临事故的边缘。
　　七、干扰造成的故障
　　对于干扰主要是接地问题，备用电源的切换和大功率的无线通信设备如手机、对讲机等。另外还有DCS系统的干扰信号可能由本身造成的。那么对于DCS系统的接地问题越来越引起人们的重视，尤其在电力行业，大功率电器设备的启动和停止都会干扰DCS的控制信号，造成不必要的故障。为了防止干扰信号串入系统，严格执行屏蔽和接地要求和方式，信号线远离干扰源，同时采取防电源波动措施。主/从控制器之间在机组运行时，除非万不得以，尽量不要人为切换，已防产生干扰。对电子设备间、工程师站等重点部位，应绝对禁止使用大功率无线电通信设备。我厂发生过由于系统噪音过高导致DCS失灵的情况，被迫停机。后经检查，接地母排存在氧化现象，将母排加装弹簧垫片后进行紧固，对各终端电阻进行放电，最终解决了噪音干扰。
　　八、结语
　　多年的工作和学习经验，让我用知识武装了自己，在发生DCS系统异常的时候，能够第一时间判断故障点尤为重要。所以，作为热工专业工程师，应该做到与时俱进，熟练地掌握本专业技能，认真吸取其他单位的经验教训，使我们成为一名合格的维护工程师。
　　参考文献：
　　[1]钱锦.浅析DCS控制系统在工业自动化中的应用[J].石河子科技，2016（3）：39-40.
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