谈DCS集散控制系统的故障分析及运行管理

张海龙

【摘 要】DCS集散控制系统在科学技术迅速发展的今天得到了越来越广泛的应用。与传统的控制系统相比，DCS集散控制系统能够有效提升效率和自动化控制水平。但是由于DCS系统本身比较复杂，容易出现一些故障，基于此，本文就针对DCS集散控制系统的故障原因，并采取有效措施进行运行管理，对DCS集散控制系统的正常运行并发挥其应用作用具有重要意义。

【关键词】DCS集散控制系统;故障;运行管理

随着科学技术以及社会经济的快速发展，在生产管理领域中也开始广泛的使用DCS集散控制系统，特别是化工企业中，DCS集散控制系统在其自动化生产体系建设中应用尤为普遍。相比于传统的控制系统，DCS集散控制系统能够使生产以及管理效率得到提升，提高我国的自动化生产水平。但是由于DCS集散控制系统具有一定的复杂性，操作过程中不可避免会出现一些故障，这就需要加强对DCS集散控制系统的故障分析，明确其故障发生的原因，采取有效地运行管理方法，保证其正常运行。

1、DCS控制系统的内涵及其应用优势

DCS也叫分散式控制系统或者集散式控制系统，在我国控制系统发展序列里，DCS控制系统属于第四代，其主要的应用技术已经不再局限于计算机控制技术，同时融入了网络通信、参数显示与自动化控制等技术，由于在技术方面具有很强的综合性，系统的配置更加灵活、安装也更加方便，我们将DCS控制系统应用到中具有很多优势。

1.1系统具有很强的可靠性

DCS控制系统在传输信号的形式方面进行了改进，将原来系统中的电磁模拟信号转换为二进制的数字信号，这种信号形式在传输中具有显著的优势，比如不易受到干扰，信号传输质量与精准度都大大提高了，这就是DCS控制系统在应用中的一个重要优势，即数据信号传输误差大大降低，信号传输过程更具准确性，同时，由于传输信号更加简洁，DCS控制系统的构架结构也就相对简单化了，很多不必要的抗干扰器和线路都可以进行简化处理，这就使DCS控制系统的传输效率与传输可靠性进一步得到了提升。

1.2系统控制网络更加开放

DCS控制系统在设计方面采用了标准化的模式，在系统结构中会有主计算机对系统中设备的信号进行分析与控制反馈，并通过企业内部以太网来进行信号通信，因为模块化与标准化程度强，整个系统在开放性方面做的很好，这对于在控制系统中进行子系统和模块接入提供了不小的便利.

1.3对系统进行安装与维护都相对简捷

由于企业具有其特殊性，比如生产的产品都是些化学品，不论是產品还是原材料都可能带有一定的腐蚀性，因此中常常伴随生产设备的损坏和频繁故障，利用DCS系统对设备进行状态监测与信号数字的收集、传输与分析既可以保证数据真实性，又能对设备运行状态的变化进行及时展现，对于进行设备状态维护工作效率的提升具有很大助力。

2、DCS集散控制系统的故障原因分析

2.1电源及通信干扰

DCS集散控制系统容易受到电源切换或者其它通信设备的干扰，从而不能正常运行，这种干扰与DCS集散控制系统本身存在干扰信号问题有关，也与接地问题有关。在一些较大的工业企业中，大功率用电设备的启动和关闭会产生信号干扰，影响DCS集散控制系统的运行，甚至使其出现故障。为了避免此类干扰的产生，应该采取屏蔽干扰和有效接地的方式。另外，要尽可能将DCS集散控制系统设置在远离干扰源的位置，如果出现短暂的超强干扰，需要进行手动控制切换，实现人员的现场控制。

2.2网络故障及软件故障

从结构上来讲DCS集散控制系统属于局域网系统，其结构组成相对较比简单，所以在实际使用的过程中，网络故障的发生频率也会增加。据不完全统计，现在我国各大型工业或企业应用DCS集散控制系统比较广泛，经实际应用后，反映出其发生故障的主要问题表现在网络的线路不通畅或者IP地址不正确以及网卡出现故障等问题，一旦任何一种故障出现，都会导致DCS集散控制系统不能正常的运行。

2.3DCS集散控制系统的人为因素

在使用DCS集散控制系统时，由于人为的因素导致故障也很多，比如工作人员在进行操作时，不够规范，进行重复指令操作或缺乏对整个系统的负载考虑，超负荷的操作等情况，这种情况下，整个控制系统将会处于待反应的状态，影响整个DCS集散控制系统的运行。

3、DCS集散控制系统的运行管理措施

3.1DCS控制系统

要想保证DCS控制系统正常工作，相关人员需要注意以下几方面问题：一是，检查DCS控制系统是否能够稳定运行，最重要的检查内容就是信号干扰条件，保证电缆屏蔽性能够顺利进行接地装置，进一步保证信号在传输过程中不会受到相关因素的干扰。二是，相关人员需要保证空调系统的室内环境。通常情况下，如果室内环境湿度大，相关零件就会出现结露现象，造成零件无法正常使用，如果室内环境干燥就会出现静电情况，造成设备零件损坏。因此，相关人员在工作过程中需要严格注意以下几方面内容，并针对性做好防范措施，从而保证DCS控制系统能够正产运行，且运行中不会出现问题。

3.2DCS控制系统的状态检修

DCS控制系统的状态检修与传统维护检修工作的不同处在于，状态检修工作的进行是以DCS控制系统的实际运行状态作为开展维护工作的依据，系统的状态检修工作是在DCS控制系统发出故障信息时才开始工作。一方面能够有效降低电厂设备检修工作中所耗费的人力物力，提高检修工作效率，另一方面根据状态检测信息来开展检修工作，也能够有效提高DCS控制系统检修的针对性。为保证DCS控制系统状态检修基本检修功能的实现，建立在线检测系统是必要的环节。通过信息化手段，实现电厂DCS控制系统运行过程中的设备状态与设备故障问题的实时监控，通过信息的收集、分析以及处理，从而保证在DCS控制系统出现故障问题前利用对信息的有效分析来提前预测故障.

3.3合理制定DCS控制系统设备的备件管理计划

首先，在DCS控制系统设备备件的出入库过程中需要进行严格登记，对于设备的入库数量以及设备的出库使用都需要严格按照相关标准进行登记，保证备件的保管能够合理化。其次，需要建立数据库中心，有针对性的分析电厂DCS控制系统设备中较为常用的备件，从而合理管理库存，避免浪费。最后，还需要做好严格的备件质量控制工作，在备件入库使用前需要进行严格的质量检测，避免质量不达标的备件引发设备故障问题。

3.4建立良好的运行氛围

对于DCS集散控制系统来说，良好的运行环境是保证其正常运行的首要条件，所以要建立良好的DCS集散控制系统运行氛围，做好此处的卫生工作，控制合适的温度、湿度，并采取防止磁场干扰的措施。对于一般的DCS集散控制系统来说，运行温度不应该超过50℃，防止出现计算机散热过慢。导致系统过热，从而影响系统的正常运行。另外为避免灰尘和磁场的影响，还应该采取防尘措施和控制电磁场设备的应用。

结语

DCS集散控制系统是当前比较广泛的应用系统，提高对这一系统的故障的分析能力和运行管理能力，及时解决出现的问题并防止故障出现影响正常工作是目前这一领域的重要研究内容。综上所述，应该不断提高维护管理人员的业务水平，认真分析故障原因，做好运行管理，确保本系统能安全、稳定运行。

参考文献：

[1]杨天永.DCS集散控制系统故障与维护管理方案设计[J].通讯世界，2017（4）：236-237.

[2]王彬.集散控制系统网络故障分析与解决[J].设备管理与维修，2018，No.425（11）：87-88.

（作者单位：宁夏赛马水泥有限公司）