DCS自控仪表系统运行管理的有效措施研究

耿永峰，张元玲

(1.青海盐湖蓝科锂业有限公司，青海 格尔木 816000；2.青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司，青海 格尔木 816000)

0 引言

化工产生的安全性和高效性依靠自控仪表系统实现，该系统能实现生产过程的自动化，具备强大的信息采集和信息处理能力，有效避免化工生产安全事故的产生。企业在投入使用自控仪表系统时需要高度重视仪表系统运行的科学性、稳定性，并采用相应管理措施，使得仪表系统运行良好，避免故障问题的产生。

1 DCS自控仪表系统概述

1.1 DCS自控仪表系统特点

DCS自控仪表系统具有强大的分布式控制能力，以微处理器为基础，可以实现多层分级的控制，在电力、石化、冶金等生产行业被广泛应用。企业在使用DCS自控仪表系统进行集散控制的过程中，实现了生产过程的自动化，仪表具有自动参数采集、参数调节和参数控制功能，可以适用不同技术参数下的工艺调整，实现整个生产过程的最优化控制[1]。

1.2 DCS自控仪表系统作用

DCS自控仪表系统在企业生产中的应用比较传统的生产方式而言，具有明显的优势，其主要体现在以下两个方面：一是使用DCS自控仪表系统可以解决生产过程中的具体问题，减少了人力操作在生产之中的作用，有效降低了人为失误问题的产生，避免恶劣的生产环境对相关人员所产生的影响。此外，自控系统具有一定的安全性，其使用分散逻辑控制程序，采用分布式布设系统，在数据交互的过程中完成生产，安全性、可靠性更强。二是DCS自控仪表系统可以利用程序维持生产系统的正常运转，通过自动化程序对仪表系统进行科学控制，使得生产效率更高。尤其是DCS自控仪表系统具有实时信息采集、信息交互、数据监控和可视化展示等功能，相关人员可以更加直观了解产品生产各阶段的工艺参数，当出现故障时预警系统启动，并将数据以图示的方式展示到系统之中，使整个生产系统更加高效，生产资源调度能力有所提升。

2 DCS自控仪表系统运行管理常见故障

2.1 电源故障

DCS自控仪表系统电源故障是导致仪表系统无法稳定运行的关键因素之一，如果电源故障可能会导致系统处于瘫痪状态，无法对生产工艺参数信息进行采集，自动化控制功能也会丧失。比较常见的电源故障为系统连接设备的插头接触不良，空开容量不足等。DCS自控仪表系统如果线路出现问题、电源出现超负荷情况或者元件损坏，会导致系统电源故障问题产生，使得DCS自控仪表系统无法运行[2]。

2.2 传输故障

DCS自控仪表主要通过数据信息的传输实现对生产系统的科学控制，传感器装置将数据传输到控制中心，由控制中心进行逻辑运算下达控制指令。如果传输设备出现故障会导致系统控制中心无法接收指令，严重时会导致控制中心接收大量的无用指令信息，影响到系统的正常运行。传输故障产生的主要原因是在原有的仪表系统中增加新设备，或者通信故障、信息采集元件受损。针对DCS自控仪表的故障问题进行分析，故障问题会导致严重的后果，为切实保障生产系统处于正常稳定的运行状态下，应注重系统及相关设备的日常维护和管理，保障系统长期处于稳定的状态。

3 DCS自控仪表系统运行日常管理工作规范建设

DCS自控仪表系统应用为切实保障其日常运行状态的稳定性，需要建立日常仪表系统管理规范，确保系统运行的安全性、稳定性。在日常工作中如果发现故障及安全隐患，应及时对其进行处理，使得系统设备恢复原本的状态，避免其对生产作业造成影响。综合分析，DCS自控仪表系统日常管理应做好实时动态管控、备份生产信息、建立维护机制，并在发现问题时及时对其进行处理，具体工作内容如下。

3.1 仪表系统测量

DCS自控仪表处于连续动作过程中，其在运行过程中会产生大量的信息数据，数据信息处于动态变化过程之中。通过对生产过程中系统所产生的常量数据和变量数据进行测量，可以实现对系统生产过程的动态管控，保障生产过程的科学性和生产产品的质量符合标准。因此，在日常工作规范中对系统的管理应注重内部控制模块和外部接线信息自检的科学性，对系统运行过程中的生产程序、控制程序有着深入的了解，并对仪表系统的单元信息、控制信息、模块信息等进行掌握，以数据系统的方式进行展示。根据测量所得的信息可以切实了解DCS自控仪表生产过程中信息的科学性、准确性，了解控制系统和元件的工作状态是否良好。如系统产生故障则需要对代码进行解读，找出故障原因，及时解决。信息的测量是了解DCS自控仪表系统日常运行状态的基础，是判断仪表系统是否出现故障问题的关键。

3.2 仪表信息备份

相关人员在对DCS自控仪表进行管理期间应做好相关数据信息的日常备份，避免因故障问题导致信息出现丢失的问题。系统历史信息的应用是判断数据是否异常，指令是否良好传达的核心关键。日常系统数据信息备份应重点关注比较容易损坏的零件，预存相应的零件。在此过程中，相关人员应严格遵守仪表系统信息管理的相关规范，采用云端数据储存的方式对系统运行过程中的生产数据信息、零件信息等进行上传，每周进行一次到两次的数据信息核查。如果在信息核查过程中发现与数据信息波动过大，应及时检查相关零件是否受损，并对零件进行更换，及时解决出现的问题，保障系统的正常运行。数据备份可避免DCS自控仪表系统在运行过程中因故障问题导致数据丢失的情况，当故障时可以对比历史数据，尽快恢复系统运行的稳定性。

3.3 仪表日常维护

DCS自控仪表系统基于硬件设备的使用进行运行和控制，硬件在恶劣的生产环境中极容易产生损坏。因此，相关人员需要做好DCS自控仪表相关零件的日常维护工作，判断系统硬件元件是否出现安全隐患，及时消除安全隐患。日常维护应建立完善的DCS自控仪表系统日常维护制度，建立标准化、科学化的工作规范。例如，在日常维护管理工作中，应对DCS自控仪表系统需要进行维护和检查的区域进行明确，将重点内容、核心内容作为日常维护的关键，检查其是否出现安全隐患。系统维护工作除应检验相关的元件是否存在安全隐患之外，也要重点对软件程序进行检查，判断其是否出现数据问题。维护制度的建设应用是切实保障DCS自控仪表系统稳定运行的保障措施，相关人员应将软件及硬件的检查结果进行记录，标注是否存在问题，按照工作规范每周进行一次至两次的维护检查。期间应避免相关人员进入到控制中心，并对电磁系统产生的干扰，做好日常的灰尘清理工作，切实通过维护手段保障系统运行的科学性、稳定性。

3.4 仪表系统故障处理

上述工作规范内容的建设核心是对故障因素及安全隐患进行排查的工作，如日常工作中发现其出现安全隐患，应及时处理。如系统出现故障因素，则需要细致判断故障产生的主要原因，并根据预警等编码进行故障区域确定，采用合理的手段对其进行维修。导致DCS自控仪表系统出现故障的原因包括软件因素和硬件因素，因软件因素导致的数据传输出现问题，应对软件系统程序进行调试和优化，解决BUG问题对系统产生影响，并对其进行完善，提高DCS自控仪表系统性能。如果因硬件系统导致系统出现故障问题，则需要及时更换硬件设施，根据原始的硬件参数型号，选择与系统兼容性较好的硬件进行更换。DCS自控仪表系统在运行过程中如果出现故障问题，通常会直接反馈到系统之中，相关人员可以直接了解故障因素和故障原因，对其进行解决，如果是无法预警和反馈的故障，则需要对系统进行全方位的排查，并通过模拟试验的方式判断维修方法是否科学。

4 DCS自控仪表系统运行管理措施应用

DCS自控仪表系统运行管理应着重对环境、设备、程序、接地等进行管理。环境会对仪表系统的运行状态产生影响，设备之间的兼容性和拓展性会影响到仪表系统运行的协调性，程序是影响自动化控制功能的核心关键，接地是避免外界因素对系统产生影响的关键。因此，在DCS自控仪表系统管理过程中，应将上述内容作为管理的重点。

4.1 控制室环境

控制室的环境会对DCS自控仪表系统的运行产生相应的影响。DCS自控仪表所处的环境通常比较差，日常管理措施的应用应根据实际情况对环境进行调整，将系统置于良好的环境之中，减少外在环境对系统产生的影响。环境因素包括温度、湿度、粉尘等，控制室的环境控制在温度调节上可以采用降温装置、冷却系统，避免因温度过高导致系统运行受到相应的影响。粉尘控制则需要做好控制室内的日常清洁工作，定期对粉尘进行处理。湿度过高会导致相关硬件受到一定的损伤，合理的对空气中的湿度进行调节，可以保障系统设备不易出现老化。因此，在进行DCS自控仪表系统的管理过程中，应做好控制室内的日常通风工作。例如，某生产单位使用DCS自控仪表系统进行生产控制，并在机柜内安装散热系统，同时安装温度采集装置，如果温度过高则预警系统会启动，并通过控制指令启动散热装置，降低硬件设备的温度。DCS自控仪表系统运行对环境的要求比较高，控制中心应安置在距离磁场比较远的位置，并避免在噪音较大的场所进行作业，缆口位置也要科学封闭，切实保障DCS自控仪表系统控制环境良好。

4.2 合理选择设备型号

不同型号设备之间的兼容性是否良好是关键，其对于DCS自控仪表系统运行的稳定性会产生相应的影响。根据机组系统的运行状态，应切实调整DCS自控仪表系统参数，具体内容如下：一是在日常管理中按照运行现状进行操作系统的选择。操控系统为软件系统，运行是否稳定、科学十分关键。通常情况下，运行一段时间后的控制系统多具有一定的可靠性，可进行重点保护。二是控制系统中硬件设备质量需要符合标准，尽可能在设备结构连接过程中选择即插即用的设备。在日常管理中也要判断硬件设备的储存和运转功能是否良好。三是选择兼容性和可拓展性良好的设备，并对其整体结构和局部布置进行优化。技术人员可使用冗余技术，对系统网络通信和控制器进行功能优化，使得两者可以合理切换。在对DCS自控仪表系统进行管理的过程中，应切实将协调性、兼容性、可拓展性作为管理的重要内容。软件系统和硬件系统的优化是管理关键，通过人机交互的手段可以快速了解各系统结构是否兼容，是否可以满足控制要求，效率是否可以得到保障，通过控制面板可以对其进行调节优化。

4.3 优化系统程序调试

在对DCS自控仪表进行管理的过程中，应注重系统的程序调试，使其处于最优的组态程序之中，实现软件系统与硬件设备之间的协调性。DCS自控仪表系统在运行过程中具备一定的保护功能，其可以防止其他人员攻击或者盗取信息，实现软件与硬件的协调可以保障系统机组运行的安全性。在进行软件系统程序调试的过程中，为切实保障控制系统运行的稳定性，采用三取二的保护机制，确保设备处于稳定运行的状态。通过程序设计和调试的方式可以有效预防系统出现故障问题，对系统运行状态下的模拟量和开关量进行调节，将两者进行有效结合，对其进行控制。在每次系统启动或者更新后，需要根据实际的生产需要对其进行调试，采用黑盒测试、白盒测试的方法判断系统的兼容性、可拓展性是否良好。

4.4 完善接地系统

接地系统是保障系统运行安全的重要举措，并可以提高DCS自控仪表系统运行过程中的抗干扰能力。良好的接地系统安装和管理是DCS自控仪表系统稳定运行的关键。对系统的接地情况进行检查，除中心控制系统之外，也要对仪表系统连接的电气设备进行接地，并对机房屏蔽和机房内的相关设备静电接地。相关人员应检查接地是否良好，相关设备是否处于科学接地的状态，以保障系统运行的稳定性。

5 结语

综上所述，DCS自控仪表系统应用受环境因素、设备型号、程序编码和接地系统等因素影响。相关人员应注重仪表的日常管理和维护，对仪表系统进行日常测量，观察仪表系统日常运行状态，并通过环境控制、程序调试、型号优化、系统完善等方法，切实保障DCS自控仪表系统应用的科学性、有效性，实现自动化生产过程的安全、高效。