第二部分

DCS系統(tǒng)具有較高的靈活性與擴(kuò)展性。具有先進(jìn)的過(guò)程操作畫(huà)面(動(dòng)態(tài)流程畫(huà)面。分組回路畫(huà)面?？偯伯?huà)面。報(bào)警畫(huà)面。趨勢(shì)記錄畫(huà)面等)，具有各種控制功能，運(yùn)算功能，并能實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，歷史數(shù)據(jù)顯示和各種報(bào)警功能。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝生產(chǎn)全過(guò)程的集中監(jiān)視、控制和管理。同時(shí) DCS 系統(tǒng)的各種模塊能夠帶電插拔、更換，這些都是常規(guī)儀表所不具備的或需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的組合才能實(shí)現(xiàn)。

一、DCS控制系統(tǒng)故障分類(lèi)

（一）硬件故障

這類(lèi)故障是指過(guò)程控制層的故障，主要是DCS系統(tǒng)中的模塊，特別是I/O模塊損壞造成的故障，其次是DCS接地不牢靠，導(dǎo)致卡件損壞。這類(lèi)故障一般比較明顯且影響也是局部的，比如：參數(shù)顯示沒(méi)有變化，排除現(xiàn)場(chǎng)儀表故障可能后仍不能操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)門(mén)等。它們主要是由于使用不當(dāng)或使用時(shí)間較長(zhǎng)，模塊內(nèi)元件老化所致。如果模塊周?chē)沫h(huán)境灰塵超標(biāo)、溫度高、濕度大將會(huì)大大縮短模塊的使用壽命，因此鑒于DCS系統(tǒng)對(duì)溫度、濕度、清潔度的嚴(yán)格要求。在安裝前，操作室尤其是過(guò)程控制室的土建、安裝、電氣、裝修工程必須完工，如在夏季，空調(diào)要及時(shí)啟用。另外，尤其在管道夾層上過(guò)程控制室，其盤(pán)柜的電纜孔洞一定要封堵好，否則，一旦管道漏汽竄入盤(pán)柜，即有可能造成重大故障。

（二）軟件故障

這一類(lèi)故障是軟件本身的錯(cuò)誤引起的。一般出現(xiàn)在DCS系統(tǒng)投運(yùn)調(diào)試階段，因?yàn)閼?yīng)用軟件程序復(fù)雜，工作量大，所以應(yīng)用軟件錯(cuò)誤難以避免，這就要求在DCS調(diào)試試運(yùn)階段組態(tài)人員和運(yùn)行人員應(yīng)十分認(rèn)真，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并配合DCS系統(tǒng)調(diào)試人員解決問(wèn)題，此類(lèi)故障在DCS系統(tǒng)正常運(yùn)行后很少見(jiàn)。第二類(lèi)故障就是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)需增加控制點(diǎn)，在線修改程序?qū)е孪到y(tǒng)出錯(cuò)或者死機(jī)，這就要求DCS編程組態(tài)人員對(duì)系統(tǒng)非常熟悉，預(yù)先做好控制方案，再進(jìn)行實(shí)施，實(shí)施前必須做好程序備份，避免錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，可及時(shí)挽救不必要的損失。

（三）人為故障

失誤原因多種多樣，有維護(hù)人員操作錯(cuò)誤、專(zhuān)業(yè)水平欠佳、監(jiān)護(hù)不到位、沒(méi)有進(jìn)行事故預(yù)想、管理有漏洞等原因。在實(shí)際運(yùn)行操作中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)DCS系統(tǒng)某功能不能使用，但實(shí)際上DCS系統(tǒng)并沒(méi)問(wèn)題，而是操作人員操作不熟練或操作人員錯(cuò)誤操作引起的。因此DCS系統(tǒng)供貨廠家應(yīng)及時(shí)向運(yùn)行人員提供DCS操作手冊(cè)，初次使用DCS系統(tǒng)的操作工要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后才能上崗操作。

（四）儀表人員工藝流程不熟造成的故障

    此種現(xiàn)象在各廠中普遍存在，操作員對(duì)儀表人員依賴(lài)性過(guò)大，而儀表人員平時(shí)不能進(jìn)入控制室的規(guī)定實(shí)際上也制約了儀表人員對(duì)DCS的深入了解，另外由于儀表人員長(zhǎng)時(shí)間的不接觸DCS系統(tǒng)造成缺陷出現(xiàn)時(shí)不能及時(shí)準(zhǔn)確的處理。筆者遇到過(guò)這樣一種情況，一個(gè)串級(jí)均勻控制(形式上和普通串級(jí)控制一樣)被操作員當(dāng)作普通串級(jí)控制來(lái)設(shè)置PID參數(shù)，結(jié)果可想而知，怎么也控制不好。如果操作員能與儀表技術(shù)人員密切配合，相信儀表技術(shù)人員能分清串級(jí)均勻控制和普通串級(jí)控制的區(qū)別，從而給予操作員在參數(shù)調(diào)整方向上的指導(dǎo)。因此，現(xiàn)在儀表人員平時(shí)不能進(jìn)入控制室的規(guī)定利弊兼有，如果能讓部分儀表人員參與到操作員的日常工作，將會(huì)對(duì)操作員和儀表人員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)的增長(zhǎng)大有好處。

二、DCS系統(tǒng)故障防范措施

（一）DCS系統(tǒng)運(yùn)行與管理

1．DCS系統(tǒng)的運(yùn)行管理是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)日常點(diǎn)檢，各種軟件管理，備件管理，文件歸檔管理等；加強(qiáng)軟件管理，組態(tài)的修改必須按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)必須及時(shí)備份修改前后的所有組態(tài)信息，存檔備查；當(dāng)DCS裝置發(fā)生故障，需用備件更換時(shí)，使用前必須對(duì)備件進(jìn)行功能測(cè)試，以防患于未然。 
2．DCS系統(tǒng)檢修管理是DCS系統(tǒng)檢修時(shí)必須要有合理的檢修工藝和程序，應(yīng)重視DCS系統(tǒng)檢修項(xiàng)目和周期，檢修項(xiàng)目依據(jù)DCS系統(tǒng)設(shè)備特點(diǎn)，隨工藝設(shè)備大修至少進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢修:軟件的備份，核實(shí)控制模件標(biāo)志和地址；清掃電源、模件及防塵濾網(wǎng)，檢查及緊固控制柜接線，接地系統(tǒng)檢查，冷卻風(fēng)扇檢修，電源測(cè)試；重要測(cè)量和保護(hù)信號(hào)線路絕緣檢查；控制室溫度、濕度及含塵量檢修前測(cè)試；對(duì)UPS供電設(shè)備進(jìn)行清掃，對(duì)操作站進(jìn)行清掃，通訊進(jìn)行檢查等。

（二）UPS電源防范措施

定期用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量關(guān)鍵接線端子的溫度，做好技術(shù)檔案記錄，注意溫升；用萬(wàn)用表測(cè)量主電源與備用電源電壓，做好記錄，注意電壓波動(dòng)；利用大、小修停機(jī)期間做電源切換試驗(yàn)。切換是否正常，切換時(shí)間間隔是否符合技術(shù)規(guī)范；電廠是一個(gè)高電壓、大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)干擾的環(huán)境，必須進(jìn)行計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)的檢查。

（三）DCS系統(tǒng)抗干擾措施

在中央控制室四周墻壁粉刷之前，先釘上一層鋼絲網(wǎng)，再與電氣保護(hù)PE接地系統(tǒng)相連。可以有效的防止高壓輸電線距離產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。或者高壓輸電線改為埋地溝敷設(shè)，也可以解決高壓工頻強(qiáng)電磁場(chǎng)對(duì)DCS干擾的危害。中控室建筑整體結(jié)構(gòu)上是鋼筋混凝上梁柱頂面澆筑及磚砌墻。對(duì)DCS也具有良好的抗干擾作用。地面是水磨石上加500mm高立柱架空的抗靜電活動(dòng)地板。防靜電接地與PE系統(tǒng)相連。另外，各機(jī)柜的型鋼基礎(chǔ)底座也與PE相連。采用上述措施從總體環(huán)境上對(duì)DCS的抗干擾性能起了重要的作用。 
　　從現(xiàn)場(chǎng)儀表至中控室DCS的儀表電纜，主要采用鋼帶鎧裝阻燃型對(duì)絞總屏蔽或分屏蔽計(jì)算機(jī)電纜。這樣對(duì)儀表電纜的抗干擾性實(shí)行雙重保護(hù)：外鋼帶鎧裝層及中間接線箱外殼與就地電氣接地站相連，可直接對(duì)外界起抗強(qiáng)電磁干擾的作用；內(nèi)層銅絲編織層全部匯集到中控室IE接地母排上接地，起到了抗電場(chǎng)干擾的保護(hù)作用。

（四）DCS系統(tǒng)防病毒措施

 首先確保DCS系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)階段，盡量形成局部獨(dú)立的控制網(wǎng)絡(luò)，如果有MIS系統(tǒng)的接入要求，可在接入公司局域網(wǎng)的DCS系統(tǒng)上安裝企業(yè)版殺毒軟件和防火墻軟件客戶(hù)端，確保DCS系統(tǒng)的信息安全，同時(shí)禁止插拔USB等移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，防止病毒通過(guò)其他媒體介質(zhì)傾入。

（五）聯(lián)鎖切投管理制度

工業(yè)生產(chǎn)都是一種連續(xù)性生產(chǎn)，聯(lián)鎖的安全可靠性，直接影響生產(chǎn)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行周期。因此所有涉及人、設(shè)備安全的聯(lián)鎖切除與投用都必須有相關(guān)的制度和程序去約束操作人員的行為，只有通過(guò)工藝、設(shè)備、電氣、儀表DCS四方面共同認(rèn)可的切除條件進(jìn)行切投操作，才能有效防止設(shè)備誤動(dòng)作停車(chē)，長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

第三部分

DCS系統(tǒng)是由系統(tǒng)軟、硬件、操作臺(tái)盤(pán)及現(xiàn)場(chǎng)儀表組成的。系統(tǒng)中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，均會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)部分功能失效或引發(fā)控制系統(tǒng)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)停車(chē)。

至于停車(chē)……帶來(lái)的損失肯定不小。

實(shí)際上，相當(dāng)多的DCS故障是由一些日常的小細(xì)節(jié)引起，在日常應(yīng)用中，如果加強(qiáng)對(duì)這些小細(xì)節(jié)的管控，則可以避免相當(dāng)多DCS故障帶來(lái)的損失。

那么都有哪些需要注意的呢？近期小編仔細(xì)的整理了相關(guān)內(nèi)容，希望能對(duì)大家有所幫助。

首先大家先看一下DCS經(jīng)常出現(xiàn)哪些故障來(lái)源。

DCS技術(shù)發(fā)展到今天已比較成熟，模塊化程度也比較高，統(tǒng)計(jì)顯示硬件本身出現(xiàn)故障的概率相對(duì)較低，所以DCS自身軟硬件故障多半是人為造成的：由于配置不當(dāng)、操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩卦斐傻墓收蠈乙?jiàn)不鮮。

工控領(lǐng)域已經(jīng)不再是安全的凈土

在自動(dòng)化儀表運(yùn)行的過(guò)程中，一旦發(fā)生系統(tǒng)電源故障，就會(huì)給DCS系統(tǒng)帶來(lái)致命威脅。插頭接觸不良、備用電源無(wú)法自投、斷路器容量不足、自動(dòng)化儀表線路負(fù)載不匹配、供電線路事故和電路元件損壞等問(wèn)題的存在都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電源故障的發(fā)生。常見(jiàn)影響包括電源中斷、電壓暫降、過(guò)電壓、欠電壓等。電壓過(guò)高容易燒壞板卡，而電壓不足則容易導(dǎo)致板卡無(wú)法正常工作，出現(xiàn)板卡故障燈報(bào)警、信號(hào)輸出異常等現(xiàn)象。電源中斷直接導(dǎo)致DCS系統(tǒng)癱瘓。

DCS應(yīng)用領(lǐng)域的行業(yè)特點(diǎn)，決定了DCS系統(tǒng)大多處在強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，在應(yīng)用中消除干擾源和提高DCS系統(tǒng)自身的抗干擾能力往往是不切實(shí)際的。

接地不良容易導(dǎo)致DCS在受到電磁干擾時(shí)出現(xiàn)信號(hào)跳變、信號(hào)漂移，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致板卡受損。

高溫、低溫、干燥、潮濕的工作環(huán)境都會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)巨大的影響，DCS組件容易受這些環(huán)境的影響而失效或性能降低。有實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)模擬量卡件，溫度每變化10℃，精度將降低0.1%；而相對(duì)濕度超過(guò)65%，就會(huì)在物體表面形成一層水膜，使絕緣劣化，并加快腐蝕；相對(duì)濕度太低，合成材料容易變脆、收縮、表面龜裂易于損壞。

絕緣材料表面容易積累靜電：由于目前板卡都使用大規(guī)模集成電路，芯片耐壓性較弱，所以靜電放電可能導(dǎo)致板卡芯片故障。而這種損害具有一定的隱蔽性、潛伏性，容易被忽視。

現(xiàn)場(chǎng)的腐蝕性氣體，以及一些建在海邊（如核電站）受海風(fēng)腐蝕，對(duì)于DCS板卡和操作站計(jì)算機(jī)等的影響往往是致命的。腐蝕比較嚴(yán)重的工業(yè)環(huán)境，往往會(huì)造成DCS板卡和計(jì)算機(jī)主板上的電子元器件發(fā)生短路，導(dǎo)致設(shè)備硬件受損。

當(dāng)控制室建筑物的防直擊雷裝置在接閃時(shí)，強(qiáng)大的瞬間雷電流通過(guò)引下線流入接地裝置，會(huì)使局部的地電位浮動(dòng)，如果防雷的接地裝置是獨(dú)立的，它和控制系統(tǒng)的接地極如沒(méi)有足夠距離時(shí)，則兩者之間會(huì)產(chǎn)生放電(反擊)，從而對(duì)控制室內(nèi)的DCS產(chǎn)生干擾或損壞。

包括灰塵和鼠害等，這些都會(huì)對(duì)DCS設(shè)備及線路造成嚴(yán)重?fù)p壞。

首先，在DCS安裝之前必須重視工程設(shè)計(jì)及施工階段的工作。如防雷電影響，接地屏蔽等，在DCS投運(yùn)后對(duì)這些進(jìn)行改造比較困難，因此出現(xiàn)問(wèn)題后改造遠(yuǎn)不如出現(xiàn)問(wèn)題之前做好相應(yīng)的措施。設(shè)計(jì)上應(yīng)選擇合理的接地結(jié)構(gòu)，如采用等電位單點(diǎn)接地方式；施工時(shí)應(yīng)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范使用正確的接地連接方法。

其次，一些應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造。如電磁干擾問(wèn)題，比較有效的措施是切斷干擾源和DCS之間的傳播途徑。如控制室采用格柵型屏蔽，在信號(hào)線纜上加裝濾波裝置，確保信號(hào)線纜和電源線纜布線時(shí)遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，安裝SPD裝置防止雷電浪涌侵入等。

第三，必須嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作。如針對(duì)靜電問(wèn)題，需要嚴(yán)格執(zhí)行插拔卡件時(shí)要戴上防靜電腕帶的原因；使用專(zhuān)用的防靜電袋存放板卡等備件等。

第四，日常DCS應(yīng)用中需要注意：

(1)定期對(duì)DCS系統(tǒng)電源進(jìn)行檢查，對(duì)于冗余電源系統(tǒng)要定期進(jìn)行切換實(shí)驗(yàn)工作。同時(shí)對(duì)UPS電源進(jìn)行定期的切換檢查，對(duì)電池應(yīng)按照要求進(jìn)行定期放電充電。定期檢查網(wǎng)絡(luò)接頭和各連接線是否牢固，控制柜內(nèi)的各接線端子是否牢固可靠。定期檢查系統(tǒng)風(fēng)扇是否工作正常，風(fēng)道有無(wú)阻塞，以確保系統(tǒng)能長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行。經(jīng)常檢查控制單元、I/O模塊、其他模塊等的工作是否正常。定期檢查接地是否牢固，測(cè)試接地電阻是否符合要求。

(2)定期檢查控制器、計(jì)算機(jī)等的工作負(fù)荷，并注意是否有升高現(xiàn)象。定期檢查硬盤(pán)，并刪除零碎文件，歷史文件經(jīng)常進(jìn)行外設(shè)歸檔備份。

(3)對(duì)于DCS系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的接口，建議在其他系統(tǒng)側(cè)的網(wǎng)關(guān)站上，加裝病毒防火墻，并及時(shí)更新病毒庫(kù)。同時(shí)及時(shí)更新操作系統(tǒng)的補(bǔ)丁，提高系統(tǒng)的安全性。

(4)在運(yùn)行時(shí)，原則上不再進(jìn)行軟、硬件的改動(dòng)。

(5)對(duì)DCS系統(tǒng)所有的修改，無(wú)論是組態(tài)軟件、系統(tǒng)軟件還是文件屬性等，都應(yīng)在工程師站(記錄本)有詳細(xì)的文字記錄。每次改動(dòng)組態(tài)后都要進(jìn)行把主站拷貝到副站的工作。

(6)應(yīng)定期讓所有的操作員站重新啟動(dòng)一次，以消除計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的累計(jì)誤差。養(yǎng)成定期備份組態(tài)軟件的習(xí)慣，每次更新點(diǎn)目錄后應(yīng)該把工程師站組態(tài)安裝目錄下的所有文件拷貝到各個(gè)操作員站的相應(yīng)目錄中，否則工程師站的損壞可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法更新點(diǎn)目錄。

(7)DCS控制室要保證在合適的溫度、濕度、灰塵度。應(yīng)定期檢查工作環(huán)境和通風(fēng)狀況，避免通風(fēng)散熱不良導(dǎo)致的硬件故障或硬件加速老化， 一般每一個(gè)季度應(yīng)該給操作員站和DPU站進(jìn)行吹灰一次。

第五，要重視預(yù)防性維護(hù)，即有計(jì)劃地進(jìn)行主動(dòng)性維護(hù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。利用每次大修對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)，以掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，消除故障隱患。大修期間對(duì)DCS系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行徹底的維護(hù)，內(nèi)容包括：

(1)系統(tǒng)供電、接地系統(tǒng)檢修檢查。定期檢查UPS電池容量和充放電時(shí)間，對(duì)接地極進(jìn)行接地電阻測(cè)試。

(2)在工藝允許前提下，定期對(duì)冗余電源、服務(wù)器、控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行冗余測(cè)試。

(3)對(duì)系統(tǒng)卡件進(jìn)行點(diǎn)檢。徹底檢查和整理以延長(zhǎng)設(shè)備的壽命 。

(4)操作站、控制站停電檢修。包括計(jì)算機(jī)內(nèi)部、控制站機(jī)柜、電源箱等部件的灰塵清理。

(5)對(duì)電腦軟硬件及系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。如磁盤(pán)整理。硬盤(pán)數(shù)據(jù)備份，軟硬件測(cè)試等等 。

(6)對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信的維護(hù)，確?？煽窟B接。

(7)系統(tǒng)接線端子緊固，防止接線松動(dòng)。檢查保險(xiǎn)端子正常。

(8)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

最后，一定要認(rèn)真對(duì)待操作日志和故障診斷記錄。

嚴(yán)格的防范并不能徹底杜絕故障，使用中由于各種因素，故障還是有幾率出現(xiàn)的。那么DCS系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，用最短時(shí)間準(zhǔn)確分析和診斷故障部位和原因是當(dāng)務(wù)之急。根據(jù)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，可以按照下列思路進(jìn)行排查：

(1)徹底分析癥狀，這是排除故障的基礎(chǔ)，需注意其他人關(guān)于癥狀的報(bào)告是否準(zhǔn)確，最可靠的辦法是親自觀察或再現(xiàn)癥狀。

(2)分析故障在什么情況下發(fā)生，發(fā)生在系統(tǒng)調(diào)試、聯(lián)調(diào)階段，還是正常運(yùn)行、預(yù)防性維護(hù)或者診斷程序的過(guò)程中。這有助于重現(xiàn)故障并且隔離故障。

(3)了解是否做過(guò)一些更改。若系統(tǒng)之前工作正常，是否做過(guò)任何更改？包括任何硬件、軟件或接線的更改。

(4)查看各板卡指示燈是否有故障報(bào)警的顯示。

(5)縮小故障排查范圍 可以使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（如 4～20mA信號(hào)）輸入板卡，在上位機(jī)畫(huà)面上查看信號(hào)顯示是否正確，從而確定該板卡是否正常。

(6)通過(guò)插拔板卡或使用備件替換來(lái)判斷板卡本身是否存在問(wèn)題。板卡需要支持熱插拔。注意重要板卡或非冗余板卡的插拔可能引起信號(hào)顯示或輸出異常。

(7)查看是否為暫時(shí)性或僅出現(xiàn)一次的問(wèn)題。如果是偶然出現(xiàn)，有可能系統(tǒng)受到了干擾這種類(lèi)型的問(wèn)題很 難追 蹤，且需要耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，還可能需要特殊技術(shù)和專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備。

(8)查看操作日志和歷史故障診斷記錄。操作日志可以幫助了解故障發(fā)生前后的軟件操作情況，排查是否存在人為的誤操作；通過(guò)歷史故障診斷記錄則可以了故障發(fā)生前后其他設(shè)備是否存在異常。

第四部分

DCS系統(tǒng)就是分散控制系統(tǒng)，它是結(jié)合了計(jì)算機(jī)、顯示、通信、連續(xù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、可編程控制的現(xiàn)代高科技技術(shù)，功能全面，操作便捷，組態(tài)靈活，穩(wěn)定可靠。實(shí)踐證明，DCS系統(tǒng)應(yīng)用于大中型生產(chǎn)企業(yè)，不但有助于日常生產(chǎn)維護(hù)和可靠穩(wěn)定運(yùn)行，另外還能為企業(yè)節(jié)省開(kāi)支，從而降低成本，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 DCS系統(tǒng)常見(jiàn)故障

1.1 通信故障

DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞绞揭约安捎玫耐ㄐ艆f(xié)議多種多樣，但就市場(chǎng)上不同品牌的DCS系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)上大多都分了兩個(gè)層級(jí)：其一面向中央處理器以及其下的拓展分站(下位機(jī))，其二則是人機(jī)界面，諸如操作員、服務(wù)器、操作員站的各種站點(diǎn)(上位機(jī))。通信故障通常表現(xiàn)為這樣幾種形式：系統(tǒng)死機(jī)、脫網(wǎng)、通訊中斷等等。造成通訊故障的原因，常見(jiàn)的有以下三種：首先，DCS系統(tǒng)通信功能的運(yùn)行大都是通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)問(wèn)詢(xún)數(shù)據(jù)完成的，如果另一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有該數(shù)據(jù)，它會(huì)一遍又一遍詢(xún)問(wèn)，直至讀取數(shù)據(jù)，倘若網(wǎng)上并無(wú)此數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)被堵塞，通信就無(wú)法正常進(jìn)行。其次，DCS組態(tài)欠缺，其應(yīng)用軟件伴隨著科技的發(fā)展一直在增加，但實(shí)際上并沒(méi)有和I/O點(diǎn)連接起來(lái)，因而CPU在讀取數(shù)據(jù)過(guò)程中，即使讀取了數(shù)據(jù)，但有效的也很少，這就給CPU帶來(lái)了相當(dāng)大的負(fù)荷，很容易造成網(wǎng)絡(luò)被堵塞。最后，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)出問(wèn)題、硬件升級(jí)驅(qū)動(dòng)程序跟不上、運(yùn)行環(huán)境溫度過(guò)高等等因素都可能給通信造成阻礙。

1.2 硬件故障

硬件故障一般表現(xiàn)在過(guò)程控制層中，主要是整個(gè)系統(tǒng)中的模塊，尤其是I/O受到了損傷。硬件故障表現(xiàn)會(huì)十分明顯，所以比較容易察覺(jué)，它帶來(lái)的影響通常只是局部的，像參數(shù)顯示不變化就是硬件受損的表現(xiàn)。硬件受損多由于使用不恰當(dāng)或者是使用時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致原件老化所致。倘若DCS周邊環(huán)境多塵、高溫，會(huì)嚴(yán)重縮短其使用壽命，考慮到這一點(diǎn)，在安裝DCS控制系統(tǒng)之前，最好保證土建、裝修工程已經(jīng)完工，倘或是在夏天，還要注意及時(shí)開(kāi)啟空調(diào)，或者在對(duì)DCS系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行選型時(shí)針對(duì)復(fù)雜環(huán)境應(yīng)重點(diǎn)考慮防護(hù)等級(jí)的問(wèn)題。目前市場(chǎng)上很多品牌的DCS產(chǎn)品都已經(jīng)開(kāi)發(fā)了硬件的自診斷功能，可以直接在上位機(jī)上反映出出現(xiàn)問(wèn)題的硬件所在位置，還可具體到哪一個(gè)通道出現(xiàn)故障，也對(duì)排除硬件故障帶來(lái)了很多便利。

除了通道故障，硬件故障中也存在人機(jī)接口故障，人機(jī)接口故障具體表現(xiàn)有：鼠標(biāo)無(wú)法正常操作，因?yàn)槭?，所以操作人員使用非常不方便，造成這一狀況的原因，可能是USB接口不穩(wěn)定，也可能是計(jì)算機(jī)主板有問(wèn)題。死機(jī)可能是因?yàn)镈CS系統(tǒng)軟件本身存在缺陷，也可能是因?yàn)镃PU負(fù)荷太大所致，當(dāng)這種情況發(fā)生的時(shí)候，要耐心分析其原因。功能鍵盤(pán)操作失靈，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)按鍵接觸不良的情況，這時(shí)候鍵盤(pán)操作就不正常了。

1.3 軟件故障

軟件故障通常都是由DCS系統(tǒng)本身缺陷所造成，大都出現(xiàn)在DCS軟件升級(jí)階段初期。軟件是DCS系統(tǒng)最復(fù)雜的一個(gè)部分，程序復(fù)雜，組態(tài)工作者多是交叉作業(yè)，如此一來(lái)，一旦溝通不到位，就會(huì)出現(xiàn)漏洞，軟件錯(cuò)誤就不可避免。DCS系統(tǒng)軟件修改需要嚴(yán)格遵照規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)針對(duì)修改進(jìn)行備份，如遇數(shù)據(jù)丟失，就可以借助備份進(jìn)行修復(fù)。軟件故障主要有以下三種：主CPU和從CPU的組態(tài)信息不相一致，致使CPU無(wú)法完成初始化;網(wǎng)絡(luò)通訊壓力過(guò)大，造成系統(tǒng)混亂;某元件更新后，相關(guān)的參數(shù)沒(méi)有相應(yīng)改變。

1.4 電源故障

電源故障會(huì)直接導(dǎo)致DCS系統(tǒng)控件功能失靈，停止運(yùn)作，造成經(jīng)濟(jì)損失，控制電源不夸張地說(shuō)就是DCS系統(tǒng)的“生命線”。一些尤其重要的電源如果發(fā)生故障，就會(huì)直接影響到保護(hù)邏輯以及其他控制邏輯有序穩(wěn)定的工作，甚至?xí)?dǎo)致一些連鎖關(guān)系的驅(qū)動(dòng)元件誤動(dòng)作，造成嚴(yán)重生產(chǎn)事故。電源常見(jiàn)故障有：(1)接線頭壓接不牢或者接插不穩(wěn)，出現(xiàn)接觸不良狀況;(2)CPU出現(xiàn)問(wèn)題或者是保險(xiǎn)配置不合理，使電源被切斷;(3)電源線布線缺乏科學(xué)性，與那些有著強(qiáng)烈磁干擾的設(shè)施距離過(guò)近;(4)種種原因?qū)е履＜p傷。

2 預(yù)防措施

2.1 抗信號(hào)干擾

即使是輕微的信號(hào)干擾，也可能造成通信故障，影響系統(tǒng)工作，引發(fā)系統(tǒng)癱瘓，或者信號(hào)干擾直接干擾到進(jìn)DCS的信號(hào)，從而產(chǎn)生誤動(dòng)作等等都會(huì)帶來(lái)巨大損失，如何更好地抗信號(hào)干擾，可以預(yù)防采取這樣一些措施：第一，在粉刷中央控制室四周的墻壁之前，有必要安裝一層密集的鋼絲網(wǎng)，接著再與PE接地系統(tǒng)相互連接起來(lái)，這樣就可以有效避免強(qiáng)電磁場(chǎng)巨大的干擾。第二，動(dòng)力設(shè)備最好不用串聯(lián)的方式讓它們接地，盡可能地讓動(dòng)力設(shè)備與接地線保持距離。第三，采用雙回路冗余電源系統(tǒng)為DCS供電，始終保持UPS一直供電不間隔，提高電源、電路的總體抗干擾水平。第四，所有模擬量信號(hào)進(jìn)DCS系統(tǒng)都必須用屏蔽電纜連接，屏蔽層需專(zhuān)門(mén)做好屏蔽接地，其對(duì)地電阻必須在1Ω以下。第五，盡可能屏蔽DCS系統(tǒng)周?chē)臒o(wú)線電。

2.2 UPS電源維護(hù)

定時(shí)借助紅外線測(cè)溫儀測(cè)量關(guān)鍵接線端子的實(shí)際溫度，同時(shí)予以詳細(xì)記錄，如果有升溫，要格外留心;借助萬(wàn)用表對(duì)電源電壓進(jìn)行測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)，如有波動(dòng)，要格外留心;DCS系統(tǒng)檢修或者停機(jī)階段，及時(shí)進(jìn)行切換實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測(cè)冗余CPU能否自動(dòng)切換并處于正常工作狀態(tài);檢查I/O模件，一些老化和腐蝕的電氣連接件要及時(shí)更換;嚴(yán)格遵照電池使用規(guī)則進(jìn)行充電或者是放電;對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行清理，使風(fēng)道能夠暢通無(wú)阻。

2.3 DCS軟、硬件系統(tǒng)運(yùn)行和管理

2.3.1 運(yùn)行管理。所謂的運(yùn)行管理就是指日常巡檢、軟件管理、備件管理等等。軟件是DCS系統(tǒng)的核心，程序復(fù)雜，其組態(tài)和修改都必須依照規(guī)定執(zhí)行，同時(shí)備份修改信息，防止因數(shù)據(jù)丟失所引起的故障;倘若遭遇DCS裝置出現(xiàn)問(wèn)題，需要用備件進(jìn)行替換，安裝使用之前，一定要對(duì)其功能有一個(gè)全面測(cè)試，避免整個(gè)系統(tǒng)故障再次發(fā)生。

2.3.2 檢修管理。檢修管理重視檢修工藝和檢修程序，為了使DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行質(zhì)量有所保障，能夠長(zhǎng)時(shí)間正常作業(yè)，必須定時(shí)定期進(jìn)行大檢修，例如軟件備份、清掃電源、零部件清潔等等。

伴隨著科技的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)日臻成熟完善，并越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為其中不可或缺的自控設(shè)備，DCS強(qiáng)大的功能，為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

第五部分

某廠DCS一般故障維修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

      DCS擔(dān)負(fù)著公司的主要生產(chǎn)任務(wù)，是儀表維護(hù)的重點(diǎn)設(shè)備，為了保證這些儀表設(shè)備的安全運(yùn)行及出現(xiàn)故障后能迅速有效的進(jìn)行維修特制定此DCS故障作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。

一：操作站故障

       操作站作為人機(jī)接口，是操作人員對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控的主要設(shè)備，是人為操作最頻繁的部分，也是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方。

        1、操作站硬件故障： 操作站硬件故障主要指計(jì)算機(jī)硬件故障，包括主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等外圍設(shè)備，檢修時(shí)主要根據(jù)故障現(xiàn)象，采取替換法和排除法。具體步驟如下：

       A、做好DCS軟件系統(tǒng)軟件和組態(tài)文件的備份；

       B、觀察DCS操作站顯示故障信息或現(xiàn)象，初步判斷故障所在；

       C、關(guān)閉計(jì)算機(jī)和顯示器電源，并拔掉電源或空氣開(kāi)關(guān)；

       D、帶防靜電手套，更換故障硬件；

       E、打開(kāi)電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，判斷是否恢復(fù)正常；

       F、如處理正常，DCS操作站投用，并觀察24小時(shí)，如還沒(méi)有正常，繼續(xù)執(zhí)行以上步驟，直到找到故障原因并處理。

       2、操作站軟件故障： 操作站軟件故障主要有操作系統(tǒng)軟件故障和DCS系統(tǒng)軟件故障，這類(lèi)故障是最易發(fā)生，也是經(jīng)常要處理的，具體處理步驟如下：

       A、做好DCS系統(tǒng)軟件和組態(tài)文件的備份；

       B、準(zhǔn)備好操作系統(tǒng)軟件，硬件驅(qū)動(dòng)軟件（包括顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、鼠標(biāo)等），DCS系統(tǒng)軟件；

       C、重啟計(jì)算機(jī)，看能不能恢復(fù)正常，大部分的問(wèn)題都可以恢復(fù)正常；

       D、如沒(méi)有恢復(fù)正常，判斷是操作系統(tǒng)的原因還是DCS軟件的原因，根據(jù)需要重新安裝相應(yīng)的軟件，特別要指出的是安裝時(shí)必須按安裝說(shuō)明書(shū)的步驟進(jìn)行安裝，并要滿足軟件的安裝要求，比如操作系統(tǒng)需要打到補(bǔ)丁多少版本等；

       E、恢復(fù)組態(tài)文件到DCS操作站，并啟動(dòng)操作站，觀察24小時(shí)。

二：控制站故障

       控制站是直接參與控制的核心部件，主要故障有控制器故障，I/O卡件故障，通道故障，電源故障。

1、控制器故障

DCS控制器是控制站的核心，一般是帶冗余的，如果控制器出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個(gè)控制站不可用，出現(xiàn)故障后處理過(guò)程如下：

       A、聯(lián)系工藝人員作好停車(chē)處理方案；

       B、準(zhǔn)備好要更換的控制器；

       C、作好組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；

       D、戴好防靜電手套；

       E、拔出壞了的控制器，換上好的控制器；

       F、上裝組態(tài)好的數(shù)據(jù)；

       G、作好主控制器與冗余控制器數(shù)據(jù)的同步。

      2、I/O卡件的故障

       I/O卡件故障包括I/O處理卡和端子板故障，處理步驟：

       A、聯(lián)系工藝人員把與這個(gè)故障卡件有關(guān)的儀表切出去，改現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制；

       B、查找故障發(fā)生在哪里，是I/O處理卡故障、端子故障還是它們之間的連接排線故障；

       C、準(zhǔn)備好相應(yīng)的配件；

       D、戴好防靜電手套；

       E、更換卡件；

        F、觀察卡件運(yùn)行情況，如沒(méi)有問(wèn)題，聯(lián)系工藝人員投用儀表回路。

3、  通道故障

通道故障產(chǎn)生的原因主要是現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電進(jìn)入，燒壞了通道元件或保險(xiǎn)管，如果是保險(xiǎn)管壞了，更換，如果是通道元件損壞，無(wú)法短時(shí)間恢復(fù)，可以采用更換通道。步驟如下：

       A、查找空余的通道；

       B、更改通道連接線；

       C、更改組態(tài)到新的通道；

       D、投用儀表。

   4、電源故障

       電源系統(tǒng)是DCS可靠運(yùn)行的重要保障，它為控制器和I/O卡件供電，一般帶有冗余，出現(xiàn)故障后處理步驟如下：

       A、準(zhǔn)備好備用電源；

       B、如能斷電處理，可關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，如不能斷電處理，必須要注意防止短路，同時(shí)要注意直流電正負(fù)對(duì)應(yīng)，交流電要同相，否則就可能燒掉電源，造成設(shè)備損壞；

       C、投用電源，用萬(wàn)用表檢查電源的輸出是否正常。

三：通訊故障

       DCS的通訊包括通訊電纜、通訊卡件，其故障發(fā)生頻率較高的通訊電纜的故障。

1、 通訊電纜的故障

通訊電纜的故障包括終端接頭故障和電纜本體故障，處理步驟如下：

       A、對(duì)電纜進(jìn)行測(cè)試，判斷電纜是否正常，如不正常，更換電纜，如電纜正常，檢查終端接頭，看是否是接頭松了，是否生銹了，接觸不好，造成的通訊故障和誤碼率增加；

       B、采用專(zhuān)用工具擰緊接頭或?qū)Ｓ们逑匆撼P；

       C、清除DCS上的誤碼率數(shù)值為0，觀察誤碼率數(shù)值是否增加，如不增加，說(shuō)明恢復(fù)正常。如還增加，檢查周?chē)欠裼写蟮母蓴_源。

  2、通訊卡件的故障

       通訊卡件包括操作站通訊卡和控制站通訊卡，有專(zhuān)用的通訊卡和通用的以太網(wǎng)卡。處理步驟如下：

       A、關(guān)閉通訊卡所在設(shè)備的電源；

       B、首先檢查通訊卡參數(shù)是否設(shè)置正確，如不正確，更改參數(shù)，如正確，可以采用測(cè)試軟件測(cè)試通訊狀態(tài)，如果是通訊卡故障，更換通訊卡，并設(shè)置好正確的參數(shù)。

四：維修設(shè)備及材料

序號(hào) 名稱(chēng) 數(shù)量 備注

1 防靜電手套 1副

2 數(shù)字萬(wàn)用表 1塊

3 活動(dòng)扳手 2把

4 一字螺絲刀 2把

5 十字螺絲刀 2把

6 毛刷 2把

7 移動(dòng)硬盤(pán) 1 個(gè)

8 DCS備件 一套

9 DCS資料 一套

五：維修注意事項(xiàng)

       DCS系統(tǒng)作為一個(gè)大的儀表控制系統(tǒng)，它關(guān)系到分廠的安全生產(chǎn)，如檢修不當(dāng)，將產(chǎn)生極嚴(yán)重的后果，不斷影響生產(chǎn)，有可能把故障擴(kuò)大，造成更大的損失，根據(jù)DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)，在對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行檢修時(shí)要注意以下幾項(xiàng)：

       1、DCS的組態(tài)數(shù)據(jù)很多，如組態(tài)數(shù)據(jù)丟失，重新組態(tài)的工作量巨大，所以檢修前要作好組態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的備份；

       2、一套DCS系統(tǒng)牽涉到的裝置和崗位很多，必須聯(lián)系工藝人員作好事故處理方案，在檢修出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，工藝人員可以保證裝置安全運(yùn)行；

       3、DCS采用的都是大規(guī)模集成電路，靜電對(duì)它的危害很大，因此在檢修時(shí)必須戴防靜電手套或把手上的靜電放掉；

       4、檢修時(shí)必須細(xì)心、仔細(xì)，作好詳細(xì)的檢修步驟，要抓住故障的所在，不能搞錯(cuò)卡件或電纜，造成整個(gè)DCS系統(tǒng)崩潰；

       5、DCS系統(tǒng)設(shè)備故障，主要采用排除法，而且維修很復(fù)雜，所以要準(zhǔn)備充足的備品備件。