淺談DCS系統故障及隱患
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摘 要：DCS控制系統在現階段更多的使用了很多冗余技術，還有著很多優勢，該系統有著很強的安全系數，靈活性較高容易控制，而且有著相對來說較高的管理學等。所結合實際，針對DCS系統故障及隱患進行了論述。
關鍵詞：DCS;故障;隱患
在DCS控制系統之中，其控制中樞是電腦，其橋梁是互聯網，它利用過程的監控去實現有效率地控制多種工業設備，并且進一步完成有效控制生產的全過程。運用了多項技術，比如說計算機、多媒體以及網絡通訊等多種技術。有著很多特點，可以給予通訊以及人機界面多項不一樣的功能。針對網絡這一節點，DCS的網絡應該是控制系統的中樞神經，并且該網絡有著很強的安全系數，可以全面保證設備安全。與此同時，引進雙冗余的控制系統技術。在該系統運行的過程之中，如果某環節中的關鍵控制單位出現了故障，一貫做法就是將有關的冗余單位快速轉移到別的程序部里，以此確保該單位的安全。
機組的控制水平可以反映出自動化水平的高低，早期熱工自動化水平低，主要采取在就地（現場）監視與操作的方式，這種控制方式只適應小容量，低參數的機組，耗費人力，且系統安全性較差。DCS隨著計算機技術，容錯技術和人機接口技術，窗口技術，交互圖形的出現，以及標準化的數據通訊網絡和人工智能的發展，更加趨向綜合化、開放化發展。
由于它運行可靠性強，安全性好，系統組態靈活，控制功能完善，數據處理能力強，顯示操作集中，人機界面友好而且調試方便，DCS在發電機組的應用已越來越廣泛。然而雖然系統穩定性增強了，但是對DCS系統進行日常維護的人員來說，也需要改變原來的思維方式，而且更應該多學習，多進行隱患排查，擺脫對自動化設備的依賴性。現針對DCS隱患及故障進行深入細致地分析，找出故障的真正原因，并制定出防范措施且正確地得以實施，可以很好地防止及處理DCS系統隱患及故障。
一、外部工作環境問題
DCS外部環境要求需要我們引起重視。如不具備受電條件以及環境溫度、濕度均無保證的情況下，計算機系統受電試運，運行初期計算機模件損壞率較高，造成難以彌補的損失。為此我們應該時刻監視DCS外部環境，我廠在每個電子間內加掛了濕度儀和溫度計，電子間的環境溫度標準以22～25℃為宜。并且定期巡檢檢查其是否符合運行標準。另外，機柜內電纜進出線的密封以及經常開放電子間的門也會導致粉塵等物侵入DCS硬件內部，使計算機芯片的散熱和絕緣下降，也會留下大量的事故隱患。另外注意的是電子間內一定要采用大型獨立空調，使得溫度比較穩定而不受外界溫度干擾。哈爾濱熱電廠集控室和電子間采用中央控制空調（1用1備），給DCS營造了良好的工作環境。如果運行空調故障，立即啟動另一臺備用的。同時檢查故障空調查找原因，一般是由室外機粉塵堵塞所致或者制冷劑用盡。
二、電源故障
哈爾濱熱電廠DCS系統采用兩路冗余供電，分別由保安段電源和UPS段供電，采用電源自動切換裝置實現電源自動冗余，增加了設備的可靠性。各服務器的電源由于使用周期長，電子元件存在不同程度老化，近年經常出現某路服務器電源模塊燒損，發現這種情況時，將燒損電源模塊更換即可。這就要求我們在日常檢查中仔細認真，發現異常立即處理。避免由于電源異常造成的機組非停事故的發生。
三、過程通道故障
過程通道故障出現最的多的是I/O模件故障：I/O模件故障一般的判斷與處理，可以通過系統診斷及萬用表的測量，一般通過更換通道或通過更換備件來處理，至于其內部元件老化或是其他原因造成的損壞，一般熱控人員不好判斷。而且生產廠家的I/O模件已制造成一體化的趨勢，這樣只能購買備件。這類故障在正常運行中出現幾率不是很高。做為專業人員，在運行中更換模件時一定要做好安全防護措施諸如佩帶靜電手環等等，否則會引起系統變化或負荷變化，尤其是數字量輸入輸出模件。
更值得注意的是強電與弱電間保證一定的間隔，很多電廠因為下雨導致就地設備進水誤發信號或者直接導致強電與弱電短路使得強電反串至模件，從而又使得模件損壞或燒毀。我廠就曾經出現過輸入輸出模件損壞的情況，主要原因是強電作用于回路造成。我們采用了加裝隔離裝置的方法避免類似事件的再次發生，還要定期更換DCS的相關繼電器。
四、 操作員站或工程師站死機問題
這類問題相對其他硬件故障來說要多一些，我廠曾經多次發生過硬盤或模件故障，通訊故障，冷卻風扇故障，操作不當，數據線問題，電腦存儲空間狹小等等，這類故障的出現一般是人機接口故障（個別電腦死機），大面積死機情況比較少。這類故障一般可以通過重啟電腦，刪除不必要的存儲空間，檢查通訊和軟件設置，更換風扇等硬件等等方法來處理。
此外，人為操作發生的故障在熱工專業中的不安全事件中占有很大比例，在操作中尤為引起高度重視，減少人為故障。
五、 操作后設備狀態不對
這一般是由于就地設備（電動門，調門，變頻器等）長期反復工作或不使用而老化、污染、點通斷不可靠、電纜插件等不牢靠等所致。需要排除檢查即可。另一種就是DCS硬件引起的故障。一般由兩個方面造成，一個方面是軟件缺陷，另一方面是硬件本身故障的狀態。針對這樣的缺陷通常做法檢查過程通道功能正常后，或者核實軟件缺陷。
六、系統時間一致問題
系統時間一定要保持一致，如果不能保證一致，那么很可能引起所有采集信號，指令反饋等信號時間沖突，嚴重的可以導致系統失控，使得機組面臨事故的邊緣。
七、干擾造成的故障
對于干擾主要是接地問題，備用電源的切換和大功率的無線通信設備如手機、對講機等。另外還有DCS系統的干擾信號可能由本身造成的。那么對于DCS系統的接地問題越來越引起人們的重視，尤其在電力行業，大功率電器設備的啟動和停止都會干擾DCS的控制信號，造成不必要的故障。為了防止干擾信號串入系統，嚴格執行屏蔽和接地要求和方式，信號線遠離干擾源，同時采取防電源波動措施。主/從控制器之間在機組運行時，除非萬不得以，盡量不要人為切換，已防產生干擾。對電子設備間、工程師站等重點部位，應絕對禁止使用大功率無線電通信設備。我廠發生過由于系統噪音過高導致DCS失靈的情況，被迫停機。后經檢查，接地母排存在氧化現象，將母排加裝彈簧墊片后進行緊固，對各終端電阻進行放電，最終解決了噪音干擾。
八、結語
多年的工作和學習經驗，讓我用知識武裝了自己，在發生DCS系統異常的時候，能夠第一時間判斷故障點尤為重要。所以，作為熱工專業工程師，應該做到與時俱進，熟練地掌握本專業技能，認真吸取其他單位的經驗教訓，使我們成為一名合格的維護工程師。
參考文獻：
[1]錢錦.淺析DCS控制系統在工業自動化中的應用[J].石河子科技，2016（3）：39-40.
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