浅析DCS控制系统在工业自动化中的应用

（天能化工有限公司，石河子市，832000） 钱　锦



经验总结

浅析DCS控制系统在工业自动化中的应用

（天能化工有限公司，石河子市，832000） 钱锦

摘要当前，DCS控制系统之中主要应用各种冗余技术，这个系统具有诸多方面的优点，例如，具有较高的安全性，灵活控制，以及相对较强的管理学等，因此，该技术的应用普及。根据生产状况研究其结构图及应用，提出了基于ARM分布处理单元结构，在此基础上，对该系统的维护进行探讨。

关键词工业自动化；DCS系统；应用

DCS控制系统主要是以电脑为控制中枢，以internet为桥梁，通过过程监控与控制来完成对各种工业设备的有效控制，与此同时，实现对生产全程的有效控制。应用到多种技术，例如网络通讯、计算机、多媒体等各项技术。具有一些特征，能够提供通讯与人机界面等各种不同的功能。关于网络的环节，DCS网络属于该系统的中枢神经。同时，具有较高的安全性，能够全面确保设备的安全。此外，引入双冗余的控制系统技术。在运行过程中，要是其中的关键控制单元发生故障，通常有关冗余单元将迅速转至别的程序上，以保障安全。

1　结构图及应用

通常情况下，其结构图主要基于计算机网络，同时还有与网络相连的3种节点。（见图1）

现实中，现场控制器模块主要负责对工业生产现场全部设备进行控制，其基本机制是使用DCS运算能力，并且还能够控制相对繁琐的功能，采集数据模块主要包括微型计算机、输入通道与输出设备等几部分内容，还能够处理数据。采集的时候能够显示、记录、分析处理和打印制表。操作员这一人机界面是专门为操作工作者设计的，以充分保证他们在第一时间掌握生产现场的具体情况以及相关运行参数，同时还能够利用输出设备使他们非常迅速地掌握故障信息。并且能够处理历史数据，对数据进行调用等；对于工程师站来说，其主要利用通用微型计算机工作站来离线组配。具体的生产实践之中，它会及时将有关模块调至显示屏上，在此基础上，逐一填写相关规定。操作过程中，当用户需要变更控制方案时，仅仅通过重新组态就能够实现，而无需将接线改变。组态的过程如下所示：先要构建1个目标工程。组态应用之前，在这一个工程名称的前提下将产生其数据目录。然后将测点清单等确定下来，包括IO单元的配置等方面。关于相关设备，能够通过如图所示的形式，系统网络上的各种设备均对应着特定的图形。

图1　DCS结构图

2　基于ARM分布处理单元结构的设计

该结构包括以下几个模块：电源管理、存储器、上层网络模块等。实质而言，它主要涉及到2个方面：也就是控制器与存储模块。其基本机制：上层网络模块具有冗余网络与主/冗余分布处理单元数据交换的网络，另一方面，下层网络模块主要包括2 条485网络。

3　常见故障及处理措施

DCS属于工业化自动化的中枢神经，将维护工作做到位，第一时间发现并迅速将故障排除，对确保生产顺利进行起着非常关键的作用。

3.1软件故障及其处理措施

这种故障主要是从应用软件而来。比较常见的故障包括兼容性不高、不能进行下装等，及软件缺陷引起的问题。具体讲，对于DCS系统，其软件大体上包括操作员站、服务器、组态与工程师站等各种软件。它们具有不同的功能，同时也具有各自的特点，一般其服务商不同，有时候相互之间将形成冲突，最终使得系统无法正常工作。

软件故障的具体解决措施如下所示：首先，测试燃具的兼容性，通过这种方法来将兼容问题排除；其次，检测下装软件，检查是否具有该类问题；再次，应当制定软件使用管理体系，同时在实践中逐渐进行优化，通过硬性的制度来进一步规范软件使用，降低由此造成的故障。

3.2操作故障及其处理措施

该故障的主要特点是设备频发死机，或不接受指令，不能顺利操作等。上述故障形成的原因涉及到下面几方面：首先，电脑方面的因素，例如，受到病毒侵袭使得电脑或者网络运行迟缓，或者是由于电能性能相对较低，无法承担繁重的任务，使其反映缓慢；再次，MCU的容未正确设置量，或长时间未清理电脑机箱，造成风箱故障或者内存卡接触不好等。上述问题均会造成电脑的死机和蓝屏。如果想处理该类故障，应当将平时的维护工作做到位，具体包括以下几方面：首先，应当科学选择杀毒软件并进行安装，经常进行杀毒处理并尽快对病毒库进行更新，以充分保障电脑工作在安全的环境中、其次，MCU容量应当合理设置，防止其容量太高或者太小。

3.3网络故障及其应对措施

该类故障往往是在运行的时候发生，具体来说，按照其发生部位的差异，主要划分成两种：也就是系统与控制网络故障。应对措施包括，接地预防耦合干扰，一般情况，通过交换法进行检测。

3.4干扰故障及其应对措施

系统在工作的时候必然会传递许多数据、指令等。当许多因素对通信产生干扰的时候，比如，电磁绕组对模拟量的干扰，变频器对通信设备的干扰等，在这种情况下，将造成设备不能顺利工作，通信失灵等问题。为妥善应对这种故障，必须认真的检查设备接地情况，同时加设滤波器，利用这种方式来减小变频器载波频率，最终降低外界干扰。

4　结语

总而言之，DCS控制系统由于自身具有的自动化、安全性等方面的优势，使其在工业生产中的应用越来越广泛。具体的实践中，诸多因素能够对该系统的顺利运行产生影响，造成故障，因此，工作过程中，应当仔细观察故障特点，合理选择检测方法，利用这种方式来不断降低故障范围，从而找出其所在位置及其具体的根由，在此基础上，提出有效的解决措施。同时，还应当做好平时的维护工作，最大限度地降低故障发生的概率，确保系统处于良好的状态。

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中图分类号：TP2

文献标识码：B

文章编号：1008-0899（2016）06-0039-02