DCS控制系统在烧结机中常见故障及处理办法

杨继洪

摘 要：目前，分散控制系统（DCS）以先进的技术、丰富的控制功能、可靠的工作性能等优势，在韶冶烧结机中得到了很好的运用。笔者结合多年的工作实践，对DCS控制系统在韶冶烧结机设备中常见的故障做了介绍，并给出了相应的处理办法供大家探讨。

关键词：分散控制系统；主控；领域

1 引言

自二十世纪七十年代以来，以微机为核心的分散式控制系统将现代科技的最新成就计算机技术、通讯技术、显示技术和自动化技术即技术集为一体，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。在此基础之上，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。随着有色行业的发展，烧结机在安全、环保、产量、运行参数及标准上都有了很大的提高。作为烧结机的灵魂分散式控制系统（简称DCS系统）实现了过程控制、过程管理的现代化。在这种情况下，如果烧结机DCS系统异常，将会使系统失控，出现不可预知的事故，甚至导致烧结机停运，带来严重损失。

2 DCS系统概述

2.1 DCS系统产生和发展

二十世纪70年代中期，在微处理器和计算机通讯技术的发展下，美国率先推出综合分散控制系统TDC2000，使计算机控制进入了分散控制的新纪元。二十世纪80年代初，超大规模集成电路集成度的提高，微处理器运算能力的增强，计算机网络技术的进步以及市场需求的推进，产生了第二代分散控制系统，其特点是：产品设计走向标准化、模块化、工作单元结构化；控制功能更加完善，用户界面更加友好；数据通信的能力大大加强并向标准化方向发展；管理功能得到分散；可靠性进一步提高；系统的适应性及其扩充的灵活性增强。特别是进入二十一世纪以来，几个代表性DCS公司纷纷推出他们成熟的新一代系统，如HoneywellEmerson公司的Plantweb。

目前DCS发展到第四代。第四代DCS的最主要标志是：Information（信息化）和Integration（集成化）。因此，与其说第四代DCS是一套综合的控制系统，更不如说它是一套集成化的综合信息系统。

2.2 DCS系统特点

DCS系统具有较高的灵活性与扩展性。具有先进的过程操作画面（总貌画面、动态流程画面、分组回路画面、报警画面、趋势记录画面等），具有各种控制功能，运算功能，并能实现工艺参数趋势预测，历史数据显示和各种报警功能。从而实现对工艺生产全过程的集中监视、控制和管理。同时DCS系统的各种模块能够带电插拔、更换，这些都是常规仪表所不具备的或需要经过复杂的组合才能实现。

3 烧结机DCS控制系统故障分类

3.1 人为故障

失误原因多种多样，有维护人员操作错误、专业水平欠佳、监护不到位、没有进行事故预想、管理有漏洞等原因。在实际运行操作中，有时会出现DCS系统某功能不能使用，但实际上DCS系统并没问题，而是操作人员操作不熟练或操作人员错误操作引起的。因此烧结车间应向运行人员提供DCS操作手册，初次使用DCS系统的操作工要经过培训后才能上岗操作。

3.2 硬件故障

这类故障是指过程控制层的故障，主要是DCS系统中的模块，特别是I/O模块损坏造成的故障。这类故障一般比较明显且影响也是局部的，比如：参数显示没有变化，排除现场仪表故障可能后仍不能操作皮带配料、执行机构、电动控制阀等。它们主要是由于使用不当或使用时间较长，模块内元件老化所致。如果模块周围的环境灰尘超标、温度高、湿度大将会大大缩短模块的使用寿命，因此鉴于DCS系统对温度、湿度、清洁度的严格要求。（因为烧结配料的环境粉尘比较多，硬件的故障率较高，所以要经常做好除尘、降温的措施。）在安装前，操作室尤其是过程控制室的土建、安装、电气、装修工程必须完工，如在夏季，空调要及时启用。

3.3 软件故障

这类故障是软件本身的错误引起的。一般出现在DCS系统投运调试阶段，因为应用软件程序复杂，工作量大，所以应用软件错误难以避免，这就要求在DCS调试试运阶段烧结机皮带秤及烧结机操作人员和运行人员应十分认真，及时发现并配合DCS系统调试人员解决问题，此类故障在DCS系统正常运行后很少见。

4 DCS系统故障防范措施

4.1 DCS系统运行与管理

1）DCS系统的运行管理是指计算机系统日常巡检，各种软件管理，备件管理等；加强软件管理，组态的修改必须按有关规定执行，同时必须及时备份修改前后的所有组态信息，存档备查；当DCS装置发生故障，需用备件更换时，使用前必须对备件进行功能测试，以防患于未然。

2）DCS系统检修管理是DCS系统检修时必须要有合理的检修工艺和程序，应重视DCS系统检修项目和周期，检修项目依据DCS系统设备特点，大修时至少进行以下项目的检修（小修时可酌情适当减少）：软件的备份，核实控制模件标志和地址；清扫电源、模件及防尘滤网，检查及紧固控制柜接线，接地系统检查，冷却风扇检修，电源测试；重要测量和保护信号线路绝缘检查；电子室温度、湿度及含尘量检修前测试；通讯、手操站检查等。

4.2 DCS系统抗干扰措施

从现场仪表至中控室DCS的仪表电缆，主要采用钢带铠装阻燃型对绞总屏蔽或分屏蔽计算机电缆。这样对仪表电缆的抗干扰性实行双重保护：外钢带铠装层及中间接线箱外壳与就地电气接地站相连，可直接对外界起抗强电磁干扰的作用；内层铜丝编织层全部汇集到中控室IE接地母排上接地，起到了抗电场干扰的保护作用。

因烧结机周围没有主要的强电磁场干扰源，所以在中央控制室四周不用钉上一层钢丝网，再与电气保护PE接地系统相连等措施。但中控室建筑整体结构上应是钢筋混凝上梁柱顶面浇筑及砖砌墙。对DCS也具有良好的抗干扰作用。地面是水磨石抗静电活动地板。防静电接地与PE系统相连。另外，各机柜的型钢基础底座也与PE相连。采用上述措施从总体环境上对DCS的抗干扰性能起了重要的作用。

4.3 UPS电源防范措施

定期用红外线测温仪测量关键接线端子的温度，做好技术档案记录，注意温升；用万用表测量主电源与备用电源电压，做好记录，注意电压波动；利用大、小修停机期间做电源切换试验。切换是否正常，切换时间间隔是否符合技术规范；必须进行计算机接地系统的

检查。

参考文献

[1]吴寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2001.

[2]王常力.分布式控制系統的现状与发展，电气时代，2004.

[3]于广庆.可编程控制器原理及系统设计，北京：清华大学出版社，2000.