DCS控制系统常见故障及预防措施分析

DCS控制系统常见故障及预防措施分析

随着计算机信息化时代的到来，计算机技术为DCS控制系统的发展提供了契机 ，DCS控制系统在工业领域应用越加广泛。企业为了降低人力成本，提高生产效率，强化生产管理，开源节流从而提升企业经济效益，在生产过程中大量使 用 DCS系统替代人工操作 。

一、 DCS控制系统常见故障

DCS控制系统就是分散控制系统，它是结合了计算机、显示 、通信、连续监 测、报警、可编程控制的现代高科技技术 ，功能全面，操作便捷，组态灵活，稳定可靠 。实践证明，DCS系统应用于大中型生产企业 ，DCS系统在运行过程中会出现各种故障，及时解决故障，有助于日常生产维护和可靠稳定运行，另外还能为企业节省开支，从而降低成本，提高企业核心竞争力。

1.1 通信故障

DCS系统网络拓扑方式以及采用的通信协议多种多样，但就市场上不同晶 牌的DCS系统在网络组织架构上大多都分了两个层级：其一面向中央处理器以 及其下的拓展分站(下位机)，其二则是人机界面 ，诸如操作员、服务器、操作员站 的各种站点 位机)。通信故障通常表现为这样几种形式：系统死机、脱网、通讯 中断等等。造成通讯故障的原因，常见的有以下三种 ： (1)DCS系统通信功能的运行大都是通过一个节点向另一个节点问询数据 完成的，如果另一个节点没有该数据 ，它会一遍又一遍询问，直至读取数据，倘 若网上并无此数据 ，网络就会被堵塞，通信就无法正常进行。(2)DCS组态欠缺 ，其应用软件伴随着科技的发展一直在增加，但实际上并 没有和I／O点连接起来，因而CPU在读取数据过程中，即使读取了数据，但有效 的也很少 ，这就给CPU带来了相当大的负荷，很容易造成网络被堵塞 。(3)网络通信介质出问题、硬件升级驱动程序跟不上、运行环境温度过高等 等因素都可能给通信造成阻碍。

1.2 硬件故障

硬件故障一般表现在过程控制层中，主要是整个系统中的模块，尤其是I／ O受到了损伤。硬件故障表现会十分明显 ，所以比较容易察觉，它带来的影响通 常只是局部的，像参数显示不变化就是硬件受损的表现。硬件受损多由于使用 不恰当或者是使用时间太长导致原件老化所致 倘若DCS~]边环境多尘、高温 ，会严重缩短其使用寿命，考虑到这一点。在安装DCS控制系统之前，最好保证土 建、装修工程 已经完工 ，倘或是在夏天，还要注意及时开启空调 ，或者在对DCS 系统产品进行选型时针对复杂环境应重点考虑防护等级的问题。目前市场上很 多品牌的DCS产品都 已经开发了硬件的自诊断功能，可以直接在上位机上反映 出出现问题的硬件所在位置，还可具体到哪一个通道出现故障，也对排除硬件 故障带来了很多便利 。 除了通道故障，硬件故障中也存在人机接 口故障，人机接口故障具体表现 有 ：鼠标无法正常操作，因为失效 ，所 以操作人员使用非常不方便 ，造成这一 状况的原因，可能是USB接口不稳定，也可能是计算机主板有问题。死机可能是 因为DCS系统软件本身存在缺陷，也可能是因为CPU负荷太大所致 ，当这种情 况发生的时候，要耐心分析其原因。功能键盘操作失灵，有时候会出现按键接触 不良的情况 ，这时候键盘操作就不正常了。

1.3 软件故障

软件故障通常都是由DCS系统本身缺陷所造成，大都 出现在DCS软件升级 阶段初期。软件是DCS系统最复杂的一个部分，程序复杂 ，组态工作者多是交叉 作业，如此一来，一旦沟通不到位，就会出现漏洞，软件错误就不可避免。DCS系 统软件修改需要严格遵照规定执行，同时针对修改进行备份，如遇数据丢失， 就可以借助备份进行修复。软件故障主要有以下三种：主CPU和从CPU韵组态信息不相一致，致使CPU无法完成初始化 ，网络通讯压力过大 ，造成系统混乱, 某元件更新后 ，相关的参数没有相应改变 。

1.4 电源故障

电源故障会直接导致DCS系统控件功能失灵，停止运作 ，造成经济损失，控 制电源不夸张地说就是DCS系统的“生命线”。一些尤其重要的电源如果发生故 障，就会直接影响到保护逻辑以及其他控制逻辑有序稳定的工作 ，甚至会导致 一 些连锁关系的驱动元件误动作，造成严重生产事故。电源常见故障有：(1)接 线头压接不牢或者接插不稳，出现接触不良状况；(2)CPU出现 问题或者是保 险配置不合理，使电源被切断；(3)电源线布线缺乏科学性 ，与那些有着强烈磁 干扰的设施距离过近；(4)种种原因导致模件损伤。

二、DCS系统故障预防措施

对于DCS系统的维护工作 ，关键是要做到预防第一，保证系统在要求的环 境下长期 良好地运行，使生产过程控制平稳、运行稳定 ，为实现生产和效益的目 标，提供可靠保证 。

2.1 抗信号干扰

即使是轻微的信号干扰，也可能造成通信故障，影响系统工作，引发系统瘫 痪，或者信号干扰直接干扰到进DCS的信号，从而产生误动作等等都会带来巨 大损失，如何更好地抗信号干扰 ，可以预防采取一些措施 ： (1)在粉刷中央控制室四周的墙壁之前，有必要安装一层密集的钢丝网，接 着再与PE接地系统相互连接起来，这样就可以有效避免强电磁场巨大的干扰。 (2)动力设备最好不用串联的方式让它们接地，尽可能地让动力设备与接 地线保持距离。 (3)采用双回路冗余电源系统为DCS,电，始终保持UPS一直供 电不间隔 ，提高电源、电路的总体抗干扰水平。(4)所有模拟量信号进DCS系统都必须用屏蔽电缆连接，屏蔽层要专门做 好屏蔽接地 ，其对地电阻必须在In以下。(5)尽可能屏蔽DCS系统周围的无线电。

2.2 UPS电源维 护

定时借助红外线测温仪测量关键接线端子的实际温度 ，同时予以详细记 录 ，如果有升温，要格外留心，借助万用表对电源电压进行测量，记录数据，如有波动，要格外留心；DCS系统检修或者停机阶段，及时进行切换实验，监测冗余 CPU能否自动切换并处于正常工作状态：检查I／O模件 ，一些老化和腐蚀的电气连接件要及时更换 ；严格遵照电池使用规则进行充电或者是放电；对风扇进 行检查 ，必要时进行清理，使风道能够畅通无阻。

2.3 DCS软、硬件系统运行和管理

DCS控制系统在运行和使用过程 中要不断的对DCS软件和硬件系统进行管理和维修 ，主要是进行运行管理和检修管理 。 (1)运行管理。所谓的运行管理就是指 日常巡检、软件管理、备件管理等等。 软件是DCS系统的核心，程序复杂，其组态和修改都必须依照规定执行，同时备份修改信息，防止因数据丢失所引起的故障。 (2)检修管理。检修管理重视检修工艺和检修程序，为了使DCS系统的稳定运行质量有所保障，能够长时间正常作业，必须定时定期进行大检修 ，例如软件 备份、清扫电源、零部件清洁等等。 结束语 伴随着科技的发展和计算机技术的不断进步，DCS控制系统越来越广泛地应用到各个工业生产领域，成为其中不可或缺的自动控制设备，DCS控制系统 以其强大的控制功能，为工业生产带来了巨大的经济效益。