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摘要：DCS系统是仪表自动化的核心，是生产正常的有力保证。本文详细介绍了DCS系统的仪表柜安装以及仪表柜内卡件、模块、元器件和配线、接线及接地系统的安装，最后阐述了调试的步骤、具体要求，分析了DCS 系统的故障判断。
关键词：DCS 系统；安装；调试；故障分析与判断
中图分类号：TP306文献标识码： A
0 引言
DCS系统以其操作方便、可靠性高、控制功能多样化、人机界面友好等诸多优点广泛用于自控点多、工艺复杂的大型工厂。 控制系统是整个工艺自控系统的核心，是仪表技术人员和OCC 操作人员的双眼。它把微机技术、控制技术、图像技术整合在一起，形成了独具特色的集监控、管理、设置和操作于一体的新兴自控系统，目前在国民经济和工厂等诸多领域都得到了广泛的应用。
1 DCS 系统的安装
1.1 仪表柜的安装
（1）柜体的制作。在安装仪表柜前要做好槽钢底座。在制作槽钢底座时，一般是由仪表工和焊工协同完成。仪表工根据设计院给出的图纸，来制定底座的长、宽、高及其固定位置与周围墙壁的距离。数据确定后，由焊工划线下料，并进行焊接。焊接完毕后，应把焊渣或毛刺磨平，然后用水平尺找平，并与预埋件焊在一起，最后用水泥抹平。（2）仪表柜的验收和摆放。对于仪表柜的装运，最稳妥的方法是用起重机进行装卸，要放置平稳，且运输要平缓。搬运时要防止柜体受到外力破坏。按照招标的材料表，逐一检查仪表柜的元器件，并关门锁好。摆放之前，要用水平尺、直角尺重新校对测量，符合设计要求后，方可落座。然后，在柜与柜之间用手钻打口，并用螺丝拧紧固定。最后，在柜体内部与底座接触的部分焊上几下（不用焊死），这样不仅可以增加柜体的牢固性，而且可以确保柜体可靠接地。待收拾完毕后，单独为仪表柜配锁，与仪表无关的人员禁止入内。
1.2 仪表柜模块、卡件的安装
安装之前，工作人员或厂家首先应进行静电放电，然后佩戴专业手套来安装模块、卡件、24 V 电源、通信电缆和硬盘，并保证各通信电缆的插头以及卡件插好、固定。安装完毕后，测量元器件对仪表屏蔽的接地电阻值是否符合规定，并在每个卡件和模块的标签上做好标识。
1.3 DCS 系统的配线（包括放线）和接线
仪表放线看似简单，但却是个关键问题。放线工作一般包括2 个方面：一是现场智能仪表到仪表配电室的放线；二是仪表配电室继电器柜到MCC 配电柜的放线。放线时需要留有2～3 名OCC 仪表技术人员，现场要按照放线的距离留有多名熟悉工藝和安装位置的仪表技术人员和工艺操作人员，并在仪表负责人
和工艺负责人的协同领导下，一起完成整个放线工作。仪表的接线是另外一个重要环节。现场接线时，配线人员只需和接线人员做好校线工作，约定好导线的正负极，并紧固好仪表线，就基本不会出现问题。而仪表配电室的接线比较复杂，首先要多找几个具有DCS 接线经验的仪表技术人员参加工作，并且要做到细心、稳妥。其次，接线要分组进行，一般是两两一对，互相配合。另外，还要有其他工作人员专门为各组准备材料，例如为每组打线号，并为每组分配线号管等。再次，要注意接线之前一定要把镀锌板放在地面上。仪表配电室内各仪表电缆的配线应整齐、平行、美观，避免交叉、跨越以及电缆配线时产生应力。最后，要佩戴防静电手套进行接线，并严格校线工作。
1.4 DCS 系统的接地要求
仪表装置容易受到外界电磁的干扰及雷电的袭击，致使仪表精度和测量的准确性降低，严重时甚至使系统瘫痪。所以，做好DCS 系统的接地工作十分重要。DCS 系统的接地由工作接地和保护接地组成。在接线时，需要把每根仪表电缆的屏蔽线做成麻花状，然后多股拧在一起放在铜线鼻里进行压接，并固定在仪表柜上，这种接地方式就是保护接地。值得注意的是，每个仪表柜之间也应用不同半径的铜质导线进行跨接，且接地电阻要小于4 Ω。而在室外挖沟，每隔一段距离打入镀锌管并用扁钢焊接在一起组成接地网的方式，就是DCS 系统本身专用的工作接地。仪表的工作接地要与电气的接地保持一定的距离，不要太近，以免强电对仪表系统造成危害。在工作接地结束后，要用摇表检测接地电阻（小于10 Ω）。
2 DCS 系统的调试技术
操作人员在DCS 系统安装完毕并按照工艺要求做好组态工作后，需要对DCS 系统的各仪表模拟回路、数字回路、报警曲线和联锁自动控制进行复测和检查，即系统调试。调试工作分为调试之前的准备、模拟回路的检测、开关数字量回路检测和其他检测工作。
2.1 调试准备工作
调试之前应对DCS 系统进行受电，要检查各模块之间通信系统的接线是否完好；检查现场接线是否有接地、虚接和短路现象；检查UPS 是否工作可靠。应在DCS 系统的CPU 模块底座上串接4 个绝缘棒，使CPU 内部元器件与仪表柜保持绝缘，以免外来强电击穿CPU 模块。当检查确认无问题后，对系统进行加电。同时检查各功能模块及路由器的工作指示灯是否正常，是否有故障灯（红色）指示，若有问题应立即更换，并继续检查，直至确认无问题为止。
2.2 模拟回路的调试
打开DCS 系统的回路测试软件，从画面上可以实时看到模拟仪表点的测量值、给定值和数据曲线图，同时还可看到控制回路的各项参数，并且工作人员可以对控制方式、给定值和回路参数进行修改。OCC 主控室DCS 系统的CRT 上可以显示各模拟回路的参数，现场工作人员还要检查仪表执行机构的机械动作状况，并依据检查的信息来修改原有的各项控制参数。
2.3 数字回路和模拟回路的调试
数字回路，主要是指电机的启动、停止、预开、运行以及仪调试过程需要机电仪技术人员和工艺操作人员的共同配合。电机的首次启动，必须经过机械、工艺和电气人员的允许，才能进行加电调试。为了避免意外，调试一般采取点动，当点动正常后才逐步启动、提速。两位阀的启动也要经过工艺人员的允许，以免造成冒罐。由于联锁关系，在调试过程中，往往会出现电机和两位阀不能动作的情况，这时要仔细分析自动控制联锁，在解除联锁后才能手动试车。
3 DCS 系统的故障分析
DCS 系统故障包括软件故障和硬件故障。软件故障是指因组态失误或不正确而衍生的各种故障。OCC 操作人员的工艺操作参数设置错误及误操作，计算机操作系统和DCS 软件发生冲突不兼容，以及计算机内存、CPU 或硬盘破坏而造成DCS软件的不正常运行、显示异常和功能丧失，均属于DCS 系统的软件故障。一般来说，系统调试正常后，软件问题很少发生，除非是工艺人员和仪表技术人员不熟悉，才会造成故障判断错误。硬件故障是指仪表实际元器件的故障，如CPU 模块加电击穿、AO 模块烧坏等。导致硬件故障的原因通常有电源电压波动、温度过高和质量问题。
4 结语
DCS 系统的安装、调试要根据规范和设计要求来实现。此外，仪表材料的招标以及后续的仪表验收工作对于DCS 的安装和调试，起着举足轻重的作用。DCS 系统的安装、调试和故障分析不是单个孤立的作业，需要机电仪技术人员和工艺人员协同配合完成，同时要做好安装调试后的检验工作。正确的对安装和彻底的调试为日后的维护打下了良好的基础。
［参考文献］
［1］ 孙金国.关于热电厂DCS 系统安全和可靠性分析［J］.黑龙江科技信息，2007（3）
［2］ 戴雅丽.DCS 系统的应用研究［J］.计算机与数字工程，2007（10）
关键词：DCS 系统；安装；调试；故障分析与判断
中图分类号：TP306文献标识码： A
0 引言
DCS系统以其操作方便、可靠性高、控制功能多样化、人机界面友好等诸多优点广泛用于自控点多、工艺复杂的大型工厂。 控制系统是整个工艺自控系统的核心，是仪表技术人员和OCC 操作人员的双眼。它把微机技术、控制技术、图像技术整合在一起，形成了独具特色的集监控、管理、设置和操作于一体的新兴自控系统，目前在国民经济和工厂等诸多领域都得到了广泛的应用。
1 DCS 系统的安装
1.1 仪表柜的安装
（1）柜体的制作。在安装仪表柜前要做好槽钢底座。在制作槽钢底座时，一般是由仪表工和焊工协同完成。仪表工根据设计院给出的图纸，来制定底座的长、宽、高及其固定位置与周围墙壁的距离。数据确定后，由焊工划线下料，并进行焊接。焊接完毕后，应把焊渣或毛刺磨平，然后用水平尺找平，并与预埋件焊在一起，最后用水泥抹平。（2）仪表柜的验收和摆放。对于仪表柜的装运，最稳妥的方法是用起重机进行装卸，要放置平稳，且运输要平缓。搬运时要防止柜体受到外力破坏。按照招标的材料表，逐一检查仪表柜的元器件，并关门锁好。摆放之前，要用水平尺、直角尺重新校对测量，符合设计要求后，方可落座。然后，在柜与柜之间用手钻打口，并用螺丝拧紧固定。最后，在柜体内部与底座接触的部分焊上几下（不用焊死），这样不仅可以增加柜体的牢固性，而且可以确保柜体可靠接地。待收拾完毕后，单独为仪表柜配锁，与仪表无关的人员禁止入内。
1.2 仪表柜模块、卡件的安装
安装之前，工作人员或厂家首先应进行静电放电，然后佩戴专业手套来安装模块、卡件、24 V 电源、通信电缆和硬盘，并保证各通信电缆的插头以及卡件插好、固定。安装完毕后，测量元器件对仪表屏蔽的接地电阻值是否符合规定，并在每个卡件和模块的标签上做好标识。
1.3 DCS 系统的配线（包括放线）和接线
仪表放线看似简单，但却是个关键问题。放线工作一般包括2 个方面：一是现场智能仪表到仪表配电室的放线；二是仪表配电室继电器柜到MCC 配电柜的放线。放线时需要留有2～3 名OCC 仪表技术人员，现场要按照放线的距离留有多名熟悉工藝和安装位置的仪表技术人员和工艺操作人员，并在仪表负责人
和工艺负责人的协同领导下，一起完成整个放线工作。仪表的接线是另外一个重要环节。现场接线时，配线人员只需和接线人员做好校线工作，约定好导线的正负极，并紧固好仪表线，就基本不会出现问题。而仪表配电室的接线比较复杂，首先要多找几个具有DCS 接线经验的仪表技术人员参加工作，并且要做到细心、稳妥。其次，接线要分组进行，一般是两两一对，互相配合。另外，还要有其他工作人员专门为各组准备材料，例如为每组打线号，并为每组分配线号管等。再次，要注意接线之前一定要把镀锌板放在地面上。仪表配电室内各仪表电缆的配线应整齐、平行、美观，避免交叉、跨越以及电缆配线时产生应力。最后，要佩戴防静电手套进行接线，并严格校线工作。
1.4 DCS 系统的接地要求
仪表装置容易受到外界电磁的干扰及雷电的袭击，致使仪表精度和测量的准确性降低，严重时甚至使系统瘫痪。所以，做好DCS 系统的接地工作十分重要。DCS 系统的接地由工作接地和保护接地组成。在接线时，需要把每根仪表电缆的屏蔽线做成麻花状，然后多股拧在一起放在铜线鼻里进行压接，并固定在仪表柜上，这种接地方式就是保护接地。值得注意的是，每个仪表柜之间也应用不同半径的铜质导线进行跨接，且接地电阻要小于4 Ω。而在室外挖沟，每隔一段距离打入镀锌管并用扁钢焊接在一起组成接地网的方式，就是DCS 系统本身专用的工作接地。仪表的工作接地要与电气的接地保持一定的距离，不要太近，以免强电对仪表系统造成危害。在工作接地结束后，要用摇表检测接地电阻（小于10 Ω）。
2 DCS 系统的调试技术
操作人员在DCS 系统安装完毕并按照工艺要求做好组态工作后，需要对DCS 系统的各仪表模拟回路、数字回路、报警曲线和联锁自动控制进行复测和检查，即系统调试。调试工作分为调试之前的准备、模拟回路的检测、开关数字量回路检测和其他检测工作。
2.1 调试准备工作
调试之前应对DCS 系统进行受电，要检查各模块之间通信系统的接线是否完好；检查现场接线是否有接地、虚接和短路现象；检查UPS 是否工作可靠。应在DCS 系统的CPU 模块底座上串接4 个绝缘棒，使CPU 内部元器件与仪表柜保持绝缘，以免外来强电击穿CPU 模块。当检查确认无问题后，对系统进行加电。同时检查各功能模块及路由器的工作指示灯是否正常，是否有故障灯（红色）指示，若有问题应立即更换，并继续检查，直至确认无问题为止。
2.2 模拟回路的调试
打开DCS 系统的回路测试软件，从画面上可以实时看到模拟仪表点的测量值、给定值和数据曲线图，同时还可看到控制回路的各项参数，并且工作人员可以对控制方式、给定值和回路参数进行修改。OCC 主控室DCS 系统的CRT 上可以显示各模拟回路的参数，现场工作人员还要检查仪表执行机构的机械动作状况，并依据检查的信息来修改原有的各项控制参数。
2.3 数字回路和模拟回路的调试
数字回路，主要是指电机的启动、停止、预开、运行以及仪调试过程需要机电仪技术人员和工艺操作人员的共同配合。电机的首次启动，必须经过机械、工艺和电气人员的允许，才能进行加电调试。为了避免意外，调试一般采取点动，当点动正常后才逐步启动、提速。两位阀的启动也要经过工艺人员的允许，以免造成冒罐。由于联锁关系，在调试过程中，往往会出现电机和两位阀不能动作的情况，这时要仔细分析自动控制联锁，在解除联锁后才能手动试车。
3 DCS 系统的故障分析
DCS 系统故障包括软件故障和硬件故障。软件故障是指因组态失误或不正确而衍生的各种故障。OCC 操作人员的工艺操作参数设置错误及误操作，计算机操作系统和DCS 软件发生冲突不兼容，以及计算机内存、CPU 或硬盘破坏而造成DCS软件的不正常运行、显示异常和功能丧失，均属于DCS 系统的软件故障。一般来说，系统调试正常后，软件问题很少发生，除非是工艺人员和仪表技术人员不熟悉，才会造成故障判断错误。硬件故障是指仪表实际元器件的故障，如CPU 模块加电击穿、AO 模块烧坏等。导致硬件故障的原因通常有电源电压波动、温度过高和质量问题。
4 结语
DCS 系统的安装、调试要根据规范和设计要求来实现。此外，仪表材料的招标以及后续的仪表验收工作对于DCS 的安装和调试，起着举足轻重的作用。DCS 系统的安装、调试和故障分析不是单个孤立的作业，需要机电仪技术人员和工艺人员协同配合完成，同时要做好安装调试后的检验工作。正确的对安装和彻底的调试为日后的维护打下了良好的基础。
［参考文献］
［1］ 孙金国.关于热电厂DCS 系统安全和可靠性分析［J］.黑龙江科技信息，2007（3）
［2］ 戴雅丽.DCS 系统的应用研究［J］.计算机与数字工程，2007（10）