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【摘 要】DCS控制系统在工业生产中发挥了重要的作用，做好其故障处理有着重要意义。本文浅谈了对DCS控制系统的认识，并对其常见故障进行了分类，最终探讨了如何处理这些故障，希望能够对我们实际工作起到一定的指导和帮助作用。
【关键字】DCS；控制系统；故障处理
1、引言
随着社会的发展，DCS控制系统的应用越来越广泛，其发挥的作用也越来愈大。但是，由于种种因素的影响，导致在这一系统应用的过程中还存在着一些故障，严重影响了我们的生产。基于此，本文关于这方面故障处理的研究具有很强实践指导效果。
2、DCS控制系统的认识
所谓DCS控制系统，也就是集散控制系统，是以计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术为基础发展而来的新型过程控制系统。这一系统主要作用在于分散控制的危险性，对管理及显示功能进行集中，并将现场比较分散的控制对象通过一些方式集中到控制使中进行监视和控制，因此，这一系统可以帮助我们降低控制的成本，提升控制的自动化。对于DCS控制系统来说，它既可以对监控数据进行管理和显示，也能够对进行过程控制、数据采集，因此其在当前的工业发展中获取了很大的应用。
在DCS系统正常工作的情况下，其安全性非常高，处理的数据量也非常大，能够实现在线优化、实时调度、统计管理等功能。因此在石化、冶金以及电力行业中有着非常广泛的应用。
3、DCS系统常见故障分类
（1）现场设备故障。所谓现场设备，主要是指和生产有着直接关系的各种仪表，比如变送器、执行机构、开关以及负载等。当这类现场设备发生故障的时候，会对DCS系统的控制造成最为直接的影响。以笔者的经验来看，在DCS系统故障中，此类故障目前还是占大多数，主要原因在于设备自身的质量存在问题或者寿命出现问题。
（2）系统故障。系统故障一旦发生，会造成全局性的影响，具体来说，这类故障又分为固定性故障以及偶然性故障。其中固定性故障往往是因为系统设计不当或者运行年限过长而导致的，在排除这类故障的时候需要硬件和软件的配合。至于偶然性故障，则对系统进行重新启动就可以解除，因此这里不再详细分析。
（3）硬件、软件故障。一般来说，硬件故障是非常明显的，而且多属于局部性故障，原因在于系统模板使用不合理、模板内元件存在老化现象以及系统模板使用时间过长。至于软件故障，则主要是因为设计不合理导致的，其表现在于系统运行过程中出现死机或者停机等问题，一般软件故障比较少见，但是却的确存在。针对这类故障，由于应用软件较为复杂，因此需要我们在系统调试及运行过程中进行认真的分析，一旦发现问题要及时上报给技术人员。
（4）操作、使用不當故障。以笔者的经验来看，在系统运行的时候，往往会因为操作使用不合理而出现故障，其表现在于DCS系统某功能不可以正常工作。实际上，这是DCS系统自身的毛病，因此我们只需要加强对于操作的培训基本上就可以避免此类故障。
4、DCS系统常见故障处理
4.1 DCS系统常见故障分析判断方法
首先，直接判断法，这主要是对显示的故障信息及记录进行分析，进而判断出故障的部位；其次，外部检查法，在这一方法中主要是对故障部分的外部情况进行查看，看其是否存在着断线、插头松动、碰线、元件发热、脱焊等问题；第三，替换法，这一方法主要是利用备件或者相同元件对怀疑件进行替换，进而快速准确的确定故障位置；第四，分段查找法，这主要针对故障范围不明确的时候，我们可以对故障相关的路线及部件进行分段，然后按段进行检查、测试以及替换。最后，故障图法，这也被称之为经验法，属于最常使用的故障判断方法，但是同样这一方法也需要有很丰富的经验。
4.2 DCS系统故障的预防
（1）DCS系统运行与管理。DCS系统运行管理方面，我们要做的工作是对计算机系统进行各种软件管理、文件归档、备份管理以及各种日常点检，在系统出现故障需要更换备件的时候，要注意对备件进行检查及功能测试，起到防患于未然的效果。至于DCS系统的检修管理，主要是对其进行一些合理的检修程序及检修工艺，在这方面，除了要注意检修项目以及检修周期之外，还要根据系统设备的特点对其进行以下几方面检修：软件的备份，对控制模件标志及地址进行核实；对重要测量以及保护信号的线路进行绝缘检查；对电源、模件和防尘滤网进行清扫，并对控制柜接线、接地系统进行检查；做好冷却风扇的检修以及电源的测试；对控制室湿度、温度、含尘量进行测试；加强UPS供电设备的清扫等。
（2）DCS系统抗干扰措施。在粉刷中央控制室四周墙壁之前，要进行钢丝网的钉设，然后使其和电气保护PE接地系统连接。这能够避免高压输电线的电磁干扰。另外，我们还可以将高压输电线改为埋地沟敷设，这也能够有效降低干扰。至于现场仪表以及中控室的DCS仪表电缆等，则可以使用钢带铠装阻燃型对绞总进行屏蔽，这属于双重保护，其中外钢带铠装层和中间接线箱外壳能够对外界起抗强电磁干扰作用，而内层铜丝编织层则具有抗电场干扰作用。
（3）DCS系统防病毒措施。在系统设计的阶段，我们尽量形成局部控制网络，这种独立的网络可以有效降低病毒的侵入。针对MIS系统接入的要求，我们可以在系统中安装企业杀毒软件以及防火墙，对系统的信息进行保护。另外，对于插拔USB等移动存储设备要严厉禁止，避免病毒经由其他媒体介质入侵。
5、案例分析
仅有以上理论是远远不够的，以下将结合具体的案例对DCS故障处理进行分析：2012年，某电厂#5机组监盘人员发现机组负荷由552MW下降到5MW，而且主汽压力迅速升高，汽轮机调门开度从20%关到10%，高调门关至0%，运行人员不得不进行手动紧急停炉，发电机解列。
事故发生之后，相关技术人员进行了原因分析，发现主要原因在于汽轮机控制系统和DCS为两家国外企业所制造，存在较大的差异，其中在通讯方面因缺陷导致了一些问题。这种背景下，热控人员在DCS工程师站上向负责DCS与汽轮机控制系统通讯的PLC传送通讯代码时，DCS将汽轮机阀位限制从正常的120%修改成了0.25%，导致汽机1、2、3号调门从20%关至0%，机组负荷降至5MW。
在了解了事故原因之后，采取了以下措施：在机组运行的过程中，禁止DCS传代码工作。机组停运、DCS传代码的过程中，加强安全保护措施。在DCS操作员站可以对汽轮机控制系统信息进行监视，但把DCS操作员站对汽轮机控制系统操作员站画面进行操作的功能闭锁。
6、结语
做好DCS控制系统常见故障的处理是一项非常重要的工作，但在实际的操作中，由于涉及的内容比较多，因此难度还是存在的。基于此，我们要加强这方面的认识，并不断提升自身的技术水平，这样才能真正做好这一工作。
【关键字】DCS；控制系统；故障处理
1、引言
随着社会的发展，DCS控制系统的应用越来越广泛，其发挥的作用也越来愈大。但是，由于种种因素的影响，导致在这一系统应用的过程中还存在着一些故障，严重影响了我们的生产。基于此，本文关于这方面故障处理的研究具有很强实践指导效果。
2、DCS控制系统的认识
所谓DCS控制系统，也就是集散控制系统，是以计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术为基础发展而来的新型过程控制系统。这一系统主要作用在于分散控制的危险性，对管理及显示功能进行集中，并将现场比较分散的控制对象通过一些方式集中到控制使中进行监视和控制，因此，这一系统可以帮助我们降低控制的成本，提升控制的自动化。对于DCS控制系统来说，它既可以对监控数据进行管理和显示，也能够对进行过程控制、数据采集，因此其在当前的工业发展中获取了很大的应用。
在DCS系统正常工作的情况下，其安全性非常高，处理的数据量也非常大，能够实现在线优化、实时调度、统计管理等功能。因此在石化、冶金以及电力行业中有着非常广泛的应用。
3、DCS系统常见故障分类
（1）现场设备故障。所谓现场设备，主要是指和生产有着直接关系的各种仪表，比如变送器、执行机构、开关以及负载等。当这类现场设备发生故障的时候，会对DCS系统的控制造成最为直接的影响。以笔者的经验来看，在DCS系统故障中，此类故障目前还是占大多数，主要原因在于设备自身的质量存在问题或者寿命出现问题。
（2）系统故障。系统故障一旦发生，会造成全局性的影响，具体来说，这类故障又分为固定性故障以及偶然性故障。其中固定性故障往往是因为系统设计不当或者运行年限过长而导致的，在排除这类故障的时候需要硬件和软件的配合。至于偶然性故障，则对系统进行重新启动就可以解除，因此这里不再详细分析。
（3）硬件、软件故障。一般来说，硬件故障是非常明显的，而且多属于局部性故障，原因在于系统模板使用不合理、模板内元件存在老化现象以及系统模板使用时间过长。至于软件故障，则主要是因为设计不合理导致的，其表现在于系统运行过程中出现死机或者停机等问题，一般软件故障比较少见，但是却的确存在。针对这类故障，由于应用软件较为复杂，因此需要我们在系统调试及运行过程中进行认真的分析，一旦发现问题要及时上报给技术人员。
（4）操作、使用不當故障。以笔者的经验来看，在系统运行的时候，往往会因为操作使用不合理而出现故障，其表现在于DCS系统某功能不可以正常工作。实际上，这是DCS系统自身的毛病，因此我们只需要加强对于操作的培训基本上就可以避免此类故障。
4、DCS系统常见故障处理
4.1 DCS系统常见故障分析判断方法
首先，直接判断法，这主要是对显示的故障信息及记录进行分析，进而判断出故障的部位；其次，外部检查法，在这一方法中主要是对故障部分的外部情况进行查看，看其是否存在着断线、插头松动、碰线、元件发热、脱焊等问题；第三，替换法，这一方法主要是利用备件或者相同元件对怀疑件进行替换，进而快速准确的确定故障位置；第四，分段查找法，这主要针对故障范围不明确的时候，我们可以对故障相关的路线及部件进行分段，然后按段进行检查、测试以及替换。最后，故障图法，这也被称之为经验法，属于最常使用的故障判断方法，但是同样这一方法也需要有很丰富的经验。
4.2 DCS系统故障的预防
（1）DCS系统运行与管理。DCS系统运行管理方面，我们要做的工作是对计算机系统进行各种软件管理、文件归档、备份管理以及各种日常点检，在系统出现故障需要更换备件的时候，要注意对备件进行检查及功能测试，起到防患于未然的效果。至于DCS系统的检修管理，主要是对其进行一些合理的检修程序及检修工艺，在这方面，除了要注意检修项目以及检修周期之外，还要根据系统设备的特点对其进行以下几方面检修：软件的备份，对控制模件标志及地址进行核实；对重要测量以及保护信号的线路进行绝缘检查；对电源、模件和防尘滤网进行清扫，并对控制柜接线、接地系统进行检查；做好冷却风扇的检修以及电源的测试；对控制室湿度、温度、含尘量进行测试；加强UPS供电设备的清扫等。
（2）DCS系统抗干扰措施。在粉刷中央控制室四周墙壁之前，要进行钢丝网的钉设，然后使其和电气保护PE接地系统连接。这能够避免高压输电线的电磁干扰。另外，我们还可以将高压输电线改为埋地沟敷设，这也能够有效降低干扰。至于现场仪表以及中控室的DCS仪表电缆等，则可以使用钢带铠装阻燃型对绞总进行屏蔽，这属于双重保护，其中外钢带铠装层和中间接线箱外壳能够对外界起抗强电磁干扰作用，而内层铜丝编织层则具有抗电场干扰作用。
（3）DCS系统防病毒措施。在系统设计的阶段，我们尽量形成局部控制网络，这种独立的网络可以有效降低病毒的侵入。针对MIS系统接入的要求，我们可以在系统中安装企业杀毒软件以及防火墙，对系统的信息进行保护。另外，对于插拔USB等移动存储设备要严厉禁止，避免病毒经由其他媒体介质入侵。
5、案例分析
仅有以上理论是远远不够的，以下将结合具体的案例对DCS故障处理进行分析：2012年，某电厂#5机组监盘人员发现机组负荷由552MW下降到5MW，而且主汽压力迅速升高，汽轮机调门开度从20%关到10%，高调门关至0%，运行人员不得不进行手动紧急停炉，发电机解列。
事故发生之后，相关技术人员进行了原因分析，发现主要原因在于汽轮机控制系统和DCS为两家国外企业所制造，存在较大的差异，其中在通讯方面因缺陷导致了一些问题。这种背景下，热控人员在DCS工程师站上向负责DCS与汽轮机控制系统通讯的PLC传送通讯代码时，DCS将汽轮机阀位限制从正常的120%修改成了0.25%，导致汽机1、2、3号调门从20%关至0%，机组负荷降至5MW。
在了解了事故原因之后，采取了以下措施：在机组运行的过程中，禁止DCS传代码工作。机组停运、DCS传代码的过程中，加强安全保护措施。在DCS操作员站可以对汽轮机控制系统信息进行监视，但把DCS操作员站对汽轮机控制系统操作员站画面进行操作的功能闭锁。
6、结语
做好DCS控制系统常见故障的处理是一项非常重要的工作，但在实际的操作中，由于涉及的内容比较多，因此难度还是存在的。基于此，我们要加强这方面的认识，并不断提升自身的技术水平，这样才能真正做好这一工作。