DCS在工业自动化中的应用研究

符国谊

[摘    要]DCS配置灵活，可实现设备的分散控制。近年来，它在工业生产领域得到了广泛应用。然而，在实际运行中，由于内部软件、硬件和外部环境的影响，DCS会出现一些故障，影响系统的正常运行。文章分析了工业自动化控制DCS故障诊断的过程和方法，结合常见故障总结了系统维护技术，以期为相关人员提供参考。

[关键词]DCS;工业自动化;应用

[中图分类号]TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）04–00–03

Application of DCS Control System in Industrial Automation

Fu Guo-yi

[Abstract]DCS system has flexible configuration and can realize decentralized control of equipment. In recent years， it has been more and more widely used in the field of industrial production. However， in actual operation， due to the influence of internal software， hardware and external environment， DCS system will have some faults， which will affect the normal operation of the system. This paper analyzes the process and method of fault diagnosis of industrial automation control DCS system， and summarizes the system maintenance technology combined with common faults， in order to provide reference for relevant personnel.

[Keywords]DCS control system;industrial automation; application

隨着我国科学技术的发展，工业生产领域的自动化程度越来越高，一些高科技含量的设备投入越来越多，这些设备运行参数复杂，需要功能更加完善地控制系统监控其运行。在工业自动化控制中，DCS的广泛应用让自动化控制的可靠性越来越高。但由于DCS运行的环境复杂，加上系统本身的软硬件组成复杂，难免会出现一些故障。为了更好地发挥DCS在工业自动化控制中的作用，需要加强对系统的维护，总结其在运行中常发生的故障类型，并结合生产实践，针对性地采取科学措施进行系统维护，确保其稳定运行，更好地发挥控制功能。

1 DCS概述

1.1 DCS及其发展趋势

相关技术人员将现代化计算机数据高速处理技术融入DCS中，使该套系统获得了极强的运算能力，能够针对工业生产的各类设备运行状态以及生产细节问题进行精准化监管，同时还能完成微型计算机内部数据模块内容的提取以及各类数据信息运算，分析储存等工作。在实际开展工业生产期间，在该套设备的有效监管下，工作人员能及时地对生产设备的运行状况以及生产工作的开展情况精准快速地掌握，有效地将各类设备的运行参数提取出来。随着现代DCS的不断完善，其功能模块也会更加丰富，整体界面风格也会更加简洁，在人机界面交互的过程中，便于工作人员的操作和处理。一旦发生机械设备的故障，DCS会第一时间进行报警定位故障位置和诊断故障产生的原因，为后续维修工作提供相应的处理策略参考，减少机械设备故障问题对于工业生产产生的不利因素。

1.2 DCS结构

DCS的开发企业，通过将计算机网络技术融入控制系统中，使控制工作更具实效性以及整体性，面对各类数据分析工作以及数据传输工作，能展现出极高的工作效率以及基本稳定的工作表现，可促使现代化工业生产工作逐步实现远程精准操控目标。同时，DCS的网络信息技术的合理运用DCS计算机网络技术的合理运用，也让相关技术人员能够对控制系统的功能性进行扩展，数据处理能力不断提高。在实际开展工业生产控制工作的过程中，工作人员仅需在人机交互界面的显示屏上进行功能模块的选取，便能完成各类控制命令的下达，还可结合工业生产的具体需求，不断对功能模块进行规范和扩展。因此，为了满足现代化工业生产不断发展以及愈发创新的行业背景，相关技术人员要推动DCS全面匹配的应用工业生产领域中，为我国现代化工业生产提供技术支持和保障。

2 DCS常见问题及应对措施

2.1 软件设备

在各类系统长时间运行和计算的过程中，其软件设备就不可避免地会出现故障，这些故障会兼容性较低，而无法下载和安装其他功能等。详细来说，DCS正常应用期间，其软件设备内容中会包含工程师站、组态、操作人员站、服务器等项目，结合不同DCS组成部分，灯光工作人员会将各个设备的应用价值充分发挥出来，完善DCS的功能性以及兼容性，使其在面对各类控制任务时都能游刃有余的完成。但因为各个控制系统软件组成部分具备各自的功能性，所以其软件的服务商也往往不尽相同，会导致个软件在实际应用的过程中会出现不兼容问题，使整个DCS无法正常持续运转，甚至还会出现系统瘫痪的问题。为了解决软件设备产生的不利影响，DCS的技术要不断对软件进行优化和调试，提高各个软件部分的兼容性和匹配性，有效避免因兼容不足问题而带来的冲突问题，让软件的应用更加科学规范，也能避免管理机制的缺陷导致软件设备故障问题的产生。

2.2 操作过程

一旦DCS在持续操作过程中发生故障，其故障的表现形式会极为复杂。其表现状况通常会呈现出操作异常、运行异常、系统死机等状况，而这些异常故障会对工业生产的高效推进造成阻碍。如果造成故障的主要原因是计算机系统受到了病毒攻击导致的网络延迟或者系统功能无法正常运用。其次，当系统中MCU容量的设置不科学，或技术人员未能对系统机箱进行定期清理，从而增加了系统内存的占用量，机箱内部的各个零部件接触不良问题和风箱故障问题，都会导致操作系统产生故障。一旦DCS出现内部故障，其操作界面就会显示蓝屏以及系统死机，在此状况下就要针对各类问题的产生原因进行一一排查。为了避免DCS控制系统在实际操作的过程中出现故障，系统维护人员就要定期进行维护管理，安装合理有效的杀毒软件，定期对系统进行木马病毒的查杀和清理使系统能够在安全的网络环境下持续运营，还要对MCU容量进行科学合理的设置，避免出现MCU容量过高或者容量较低等状况，诱发操作系统的故障。

2.3 干扰问题和解决策略

在工业生产中进行DCS操作，必须要下达各类指令，而指令需要经过系统的传输设计。如果在信号通信的过程中受到了阻碍，如变频器对通信信号造成干扰或者电磁绕组干扰了模拟量，设备的运行就无法持续开展，所下达的各类指令也无法传输到设备中。针对此问题，相关工作人员在维护工作中要加大检测力度，保持认真的设备检查态度，为其设置滤波器，降低变频器载波频率，避免其对DCS造成不必要的信号干扰。

3 DCS在工业自动化中的应用维护

3.1 制定科学合理的维护计划

随着近年来我国工业生产领域DCS控制技术的不断推广及全面应用，其应用成熟性也得到了大大的提高，DCS的用户量也在持续增长。而为了有效提高DCS的应用效率，发挥出该套控制系统的最佳价值，工作人员要结合系统的实际运行状态，制定出科学合理的维护方案，有效降低故障问题的发生概率，保障系统运行的安全性、稳定性和高效性，为工业生产做出巨大贡献。

3.2 加强故障检测方法的创新

针对各类故障的检测方法，需要相关技术人员对其进行优化和创新，大幅度提高故障的检测效率以及故障判定的精准度，及时找出故障的位置，从而采取处理策略让工业生产故障问题带来的不利影响降到最低。首先，应用DCS当中的信息检测方法，在控制系统中安装信息收集装置，在其运行的过程中便能将大量的信息收集和存储，再使其与其他标准信息做对比，一旦发现某项数据超出了合理范围，收集器便会自动向中央控制器进行故障预警，管理人员便可迅速开展DCS运行状况的监管工作，同时包括电子探测仪器的检查工作，让相关工作人员及时了解、掌握和解决DCS中的故障。

3.3 创新维护人员的维修模式和检测故障法

现代化DCS的相关工作人员要转变传统的设备维修模式和设备养护理念，不断强化各类设备检测维修频率。在日常的检修维护工作中，要保持积极的工作态度，及时发现工业自动化控制DCS当中存在的隐蔽故障隐患，隐蔽故障隐患能够得到良好的控制，避免故障带来的不良影响和经济损失，对控制系统进行主动维修工作，还能让工业自动化控制DCS各个零部件应用寿命进一步延长，降低设备资源的损耗，提高企业的经济效益。DCS的维护工作，需要相关维护人员创新自身的维护思维，提升维护工作效率，打造完整的维护计划和维护方案。为了不断提高DCS的维护质量，相关工作人员可引进创新检测故障技术，对各类可能发生的新型故障做出良好预防。传统的故障问题检测方法，已经无法解决现代化DCS的维护问题，相关工作人员要不断创新故障检测工作的各项策略。例如，借助信息收集进行检测工作的电磁检测法，技术人员会在控制系统当中安装信息收集器，分级别的收集各个控制环节的信息内容，如果系统收集信息内容和系统标准信息出现不符状况，中央控制器就会接收到收集器的信息反馈，工作人员便可了解到DCS的异常问题。合理地运用电子控制法，技术人员便可借助电子探测设备，对DCS的整体运行状况进行全面了解，一旦电子探测设备发生故障，工作人员就会接收到系统的反馈信息。而为了提高DCS故障问题的检测效率，及时发现隐藏故障问题，并快速将其解决，相关工作人员就要高效的运用故障检测法，而现场维护人员的工作水平也直接影响着DCS的维护质量。因此，DCS维护工作人员提升自身的维护技术水准，定期参加DCS维护知识培训活动，确保自身能够妥善的应对各类DCS故障问题，针对其问题及时找出故障的发生原因，并采取有效措施将故障解决。另外，还要对维修人员的维修技能水平不断提高，丰富其故障问题的维修知识储备，并对其进行故障问题的实践操作训练，规范其维修方法。只有具备专业技术能力的维修工作人员，才能更好地开展维修工作，让DCS得到精准高效的维护。

3.4 优化通信网络

结合我国目前的DCS故障问题排查流程以及排查策略，相关工作人员需要对其故障的发生原因以及产生部位进行确定，随后对故障做出针对性的检修工作。结合当前DCS的应用模式，相关工作人员在对其进行维护工作的过程中，要始终把控DCS主控系统以及和主控系统相连接设备的通信负荷率。针对通信负荷力的维护工作，要对其进行动态化检测。其需要应用到网络测试仪器，在控制工作开展的过程中定期进行通信负荷率检测，使现场管理人员能够时刻把控，控制系统的运行状态。如果通讯负荷率高于合理范围值，相关工作人员就要对控制系统的运行参数做出调整，不断降低通信负荷率。在降低通讯负荷率的同时，还要定期对DCS的通信电缆进行维护，审查电缆是否存在老化、绝缘皮破损，整体腐蚀等问题，如果发现问题或者破损问题，就要及时更换，确保电缆质量能够达到稳定运行的标准和要求。

4 结束语

在我国现阶段的工业生产领域中，DCS的应用价值和应用空间在不断的扩大。而DCS网络作为控制体系中的中枢神经系统，需要相关工作人员，保障DCS操作的稳定性和安全性，同时也能结合多方面的技术优势，实现工业生产的自动化控制，突破传统生产模式空间上和技术上的阻碍，加快我国现代化工业生产的总体效率。为此相关技术人员要对其开展全面有效的维护检修工作，将DCS的故障发生概率，为我国工业自动化生产提供技术支持和保障。

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