陜西華偉達(dá)自動(dòng)化系統(tǒng)工程有限公司就陜西dcs系統(tǒng)故障的處理方法和措施在這里和大家進(jìn)行解讀，希望能夠幫助到大家。

01.分散控制系統(tǒng)(dcs)概述

DCS具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、顯示操作集中、人機(jī)界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)。在國內(nèi)外電力、石油、化工、冶金、輕工等生產(chǎn)領(lǐng)域特別是大型發(fā)電機(jī)組有著較為廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)應(yīng)用較多的的品牌主要有：

(1)國外品牌：霍尼韋爾、ABB、西屋、西門子、橫河等；

(2)國內(nèi)：國電智深、和利時(shí)、新華、浙大中控等。

DCS的安全、可靠與否對于保證機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，若發(fā)生問題將有可能造成機(jī)組設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞甚至人身安全事故。所以非常有必要分析DCS運(yùn)行中出現(xiàn)的各類問題，采取措施提高火電廠DCS的安全可靠性。

02.DCS在生產(chǎn)過程中的故障情況

每個(gè)廠家的DCS都有其各自特點(diǎn)，因此其故障的現(xiàn)象分析和處理不盡相同，但歸納起來由DCS引起機(jī)組二類及以上障礙可劃分為三大類：

(1)系統(tǒng)本身問題，包括設(shè)計(jì)安裝缺陷、軟硬件故障等。

(2)人為因素造成的故障，包括人員造成的誤操作，管理制度不完善及執(zhí)行環(huán)節(jié)落實(shí)。

(3)系統(tǒng)外部環(huán)境問題造成DCS故障。如環(huán)境溫度過高、濕度過高或過低、粉塵、振動(dòng)以及小動(dòng)物等因素造成異常。

DCS本身問題故障實(shí)例

此類故障在生產(chǎn)過程中較為常見，主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝缺陷、控制器(DPU或CPU)死機(jī)、脫網(wǎng)等故障，操作員站黑屏，網(wǎng)絡(luò)通訊堵塞，軟件存在缺陷，系統(tǒng)配置較低，與其他系統(tǒng)及設(shè)備接口存在問題等。

03.DCS故障防范及維護(hù)措施

DCS的選型設(shè)計(jì)調(diào)試

無論新建機(jī)組還是升級改造的DCS，系統(tǒng)和控制器的配置要重點(diǎn)考慮可靠性和負(fù)荷率(包括冗余度)指標(biāo)。通訊總線負(fù)荷率設(shè)計(jì)必須控制在合理的范圍內(nèi)，控制器的負(fù)荷率要盡可能均衡，要避免因涉及規(guī)模大而資金不足所帶來的、影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的“高負(fù)荷”問題的發(fā)生。

(1) 系統(tǒng)控制邏輯的分配，不宜過分集中在某個(gè)控制器上，主要控制器應(yīng)采用冗余配置。

(2) 電源設(shè)計(jì)必須合理可靠。一是要強(qiáng)調(diào)電源設(shè)計(jì)的負(fù)荷率；二是要強(qiáng)調(diào)電源的冗余配置方式，同時(shí)一定要保證兩路電源的獨(dú)立性。

(3) 要注重DCS系統(tǒng)接口的可靠性措施。強(qiáng)調(diào)重要接口的冗余度和接口方式的選擇，主要是注意可靠性和實(shí)時(shí)性。

(4)對于DCS系統(tǒng)接地一定按廠家要求執(zhí)行，避免接地問題造成系統(tǒng)大面積故障。應(yīng)注重考慮系統(tǒng)的抗干擾措施、自診斷和自恢復(fù)能力，I/O通道應(yīng)強(qiáng)調(diào)隔離措施。電纜的質(zhì)量與屏蔽問題也必須高度重視，重要信號及控制應(yīng)使用計(jì)算機(jī)專用屏蔽電纜。

(5)要充分考慮主輔設(shè)備的可控性，要根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)和各種工況下機(jī)組處理緊急故障的要求，配置操作員站和后備手操裝置。緊急停機(jī)停爐按鈕配置，應(yīng)采用與DCS分開的單獨(dú)操作回路。同時(shí)，不能盲目地追求人機(jī)界面的“簡潔化”，系統(tǒng)配置還應(yīng)以滿足安全生產(chǎn)為第一位。特殊有關(guān)安全的緊急干預(yù)性操作不能完全建立在DCS完好的基礎(chǔ)上。

(6)對涉及機(jī)組安全的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門等外圍設(shè)備，在設(shè)計(jì)與配置時(shí)，要保證這些關(guān)鍵設(shè)備在失電、失氣、失信號或DCS系統(tǒng)失靈的情況下，能夠向安全方向動(dòng)作或保持原位。

(7) 對于保護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)采用多重化信號攝取法，并合理使用閉鎖條件，使信號回路具有邏輯判斷能力。

(8) 在調(diào)試期間按照調(diào)試大綱和具體辦法，對所有邏輯、回路、工況進(jìn)行測試。

04.DCS運(yùn)行、啟停維護(hù)

做好DCS系統(tǒng)的維護(hù)工作，主要包括：

(1)維護(hù)人員應(yīng)了解系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路。熟悉DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)成，了解系統(tǒng)設(shè)備硬件知識，熟知各部件如控制器、IO卡件、電源等正常狀態(tài)和異常狀態(tài)，熟練掌握DCS組態(tài)軟件。

(2)系統(tǒng)的備份：包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、引導(dǎo)啟動(dòng)盤、控制系統(tǒng)軟件、授權(quán)盤、控制組態(tài)數(shù)據(jù)庫，并控制組態(tài)數(shù)據(jù)是新的和完整的。針對實(shí)際使用中的光盤容易磨損的缺點(diǎn)，注意多做備份，并采用移動(dòng)硬盤、U盤、硬盤等備份形式確保各軟件的保存。

(3)硬件儲(chǔ)備：對易損、使用周期短的部件和關(guān)鍵部件如鍵盤鼠標(biāo)、I/O模塊、電源、通訊卡等都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作適量的備份，保證各類型卡件、模塊備品不少于1個(gè)，并按照制造廠要求存放，如有條件應(yīng)對備品進(jìn)行校驗(yàn)，切實(shí)掌握備品卡件模塊狀態(tài)。

(4)整理各類產(chǎn)品的售后服務(wù)范圍、時(shí)間表，形成一份硬件生產(chǎn)廠家、系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位技術(shù)支持人員通信錄，充分利用DCS供貨商和系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位技術(shù)支持。

日常維護(hù)

系統(tǒng)的日常維護(hù)是DCS系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要的維護(hù)工作有以下幾點(diǎn)：

(1) 根據(jù)25項(xiàng)反措要求、DL/T774檢修維護(hù)規(guī)程等制度文件規(guī)定，完善DCS系統(tǒng)管理制度。

(2)保證電子設(shè)備間的良好封閉，防止小動(dòng)物竄入，減小粉塵對元件運(yùn)行及散熱產(chǎn)生的不良影響，保證溫度、濕度符合制造廠規(guī)定，避免由于溫度、濕度急劇變化導(dǎo)致在系統(tǒng)設(shè)備上的凝露。可考慮將DCS電子間的環(huán)境溫度信號引入CRT中，并有報(bào)警。

(3) 每天檢查系統(tǒng)各機(jī)柜風(fēng)扇是否工作正常，風(fēng)道有無阻塞，以確保系統(tǒng)各設(shè)備能長期可靠地運(yùn)行。

(4) 保證系統(tǒng)供電電源質(zhì)量且為兩路電源可靠供電，當(dāng)任一電源失去即報(bào)警。

(5)電子設(shè)備間禁止使用無線通訊工具，避免電磁場對系統(tǒng)的干擾，避免移動(dòng)運(yùn)行中的操作站、顯示器等，避免拉動(dòng)或碰傷設(shè)備連接電纜和通訊電纜等。

(6)規(guī)范DCS系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件管理，軟件的修改、更新、升級必須履行審批授權(quán)及負(fù)責(zé)人制度。嚴(yán)禁使用非正版軟件和安裝與系統(tǒng)無關(guān)軟件，做好主機(jī)USB端口、光驅(qū)等的封閉管理工作。

(7) 做好各控制回路的PID參數(shù)、調(diào)節(jié)器正反作用等系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄工作。

(8) 檢查控制主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤等硬件是否完好，實(shí)時(shí)監(jiān)控工作是否正常。查看故障診斷畫面，是否有故障提示。

(9)DCS設(shè)備包括DPU、人機(jī)接口站等上電應(yīng)按照一定次序逐一進(jìn)行，每臺(tái)設(shè)備上電觀察正常后再進(jìn)行下一設(shè)備上電，避免出現(xiàn)異常難于分析。上電后，通信接頭不能與機(jī)柜等導(dǎo)電體相碰，互為冗余的通信線、通信接頭不能碰在一起，以免燒壞通信網(wǎng)卡。

(10)定期對DCS主系統(tǒng)及與主系統(tǒng)連接的所有相關(guān)系統(tǒng)的通信負(fù)荷率進(jìn)行在線測試。檢查冗余主從設(shè)備狀態(tài)，條件許可或定期進(jìn)行主從設(shè)備切換，對設(shè)備自行切換的原因進(jìn)行檢查分析。

(11)增加組態(tài)易讀性：對重要組態(tài)頁增加了中文描述；對重要保護(hù)系統(tǒng)編寫與組態(tài)一致的詳細(xì)邏輯說明書；編制試驗(yàn)操作卡并保證隨時(shí)更新。規(guī)范DCS組態(tài)作業(yè)，機(jī)組運(yùn)行中盡量不做重大組態(tài)修改。必須進(jìn)行組態(tài)時(shí)應(yīng)慎重，充分做好相應(yīng)的技術(shù)措施和安全措施，確保DCS和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(12) 定期逐臺(tái)重新啟動(dòng)所有人機(jī)接口站一次(建議2、3個(gè)月左右)，以消除計(jì)算機(jī)長期運(yùn)行的累計(jì)誤差。

停運(yùn)維護(hù)

機(jī)組檢修期間應(yīng)對DCS 系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行徹底的維護(hù)，主要包括：

(1) 利用機(jī)組檢修時(shí)間逐個(gè)復(fù)位DCS系統(tǒng)的DPU、CPU和操作員站及數(shù)據(jù)站；刪除組態(tài)中的無效I/O點(diǎn)，對組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。

(2)系統(tǒng)冗余測試：對冗余電源、服務(wù)器、控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冗余測試。注意觀察系統(tǒng)停運(yùn)過程中各設(shè)備停電時(shí)，主從設(shè)備切換、網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)接口站是否正常；系統(tǒng)檢修重新上電后對各設(shè)備進(jìn)行切換測試。

(3)系統(tǒng)灰塵清除：系統(tǒng)停運(yùn)的情況下，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行吹灰，包括計(jì)算機(jī)內(nèi)部、控制站機(jī)籠、電源箱、風(fēng)扇、機(jī)柜濾網(wǎng)等部件的灰塵清理。

(4)系統(tǒng)供電線路檢修，對UPS進(jìn)行供電能力測試和實(shí)施放電操作。同時(shí)注意檢查DPU主機(jī)卡CMOS電池電量，進(jìn)行定期更換，防止因電池而引起的CMOS數(shù)據(jù)丟失。

(5)  接地系統(tǒng)檢修。包括端子檢查、對地電阻測試。

(6)  現(xiàn)場設(shè)備檢修，根據(jù)檢修維護(hù)規(guī)程，參照有關(guān)設(shè)備說明書進(jìn)行。

(7) 檢查DCS系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的接口，重要信號冗余處理，與其他系統(tǒng)的通信視其具體情況，采取單向傳輸和加裝防火墻措施。

(8) 系統(tǒng)上電：系統(tǒng)大修后維護(hù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)條件具備，方可上電。并應(yīng)嚴(yán)格遵照上電步驟進(jìn)行。

故障檢修維護(hù)

系統(tǒng)在發(fā)生故障后應(yīng)進(jìn)行被動(dòng)性維護(hù)，主要包括以下工作：

(1)在日常工作中應(yīng)認(rèn)真按照25項(xiàng)反措要求，充分做好包括DPU(CPU)死機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊崩潰在內(nèi)的各種事故預(yù)想，將運(yùn)行緊急處理措施、安全措施、技術(shù)措施、檢修步驟編寫成冊，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。

(2)處理DCS故障按照制造廠應(yīng)用手冊中的要求開展工作，更換前確認(rèn)卡件模塊型號、地址(應(yīng)確保與其他設(shè)備地址不沖突)、跳線等與被更換卡件一致并嚴(yán)格執(zhí)行在線更換程序。

(3)故障被動(dòng)維護(hù)同樣應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度，避免搶修冒進(jìn)，應(yīng)結(jié)合具體故障表現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析。根據(jù)DCS系統(tǒng)自診斷報(bào)警、故障現(xiàn)象判斷，找到故障點(diǎn)，通過報(bào)警的消除來驗(yàn)證維修結(jié)果。如：通信接頭接觸不良會(huì)引起通信故障，確認(rèn)通信接頭接觸不良后，利用工具重做接頭；通信線破損應(yīng)及時(shí)更換。某個(gè)卡件故障燈閃爍或者卡件上全部數(shù)據(jù)都為零，可能的原因是組態(tài)信息有錯(cuò)、卡件處于備用狀態(tài)而冗余端子連接線未接、卡件本身故障、該槽位沒有組態(tài)信息等。當(dāng)某一生產(chǎn)狀態(tài)異?；驁?bào)警時(shí)，可以先找到反映此狀態(tài)的儀表，然后順著信號向上傳遞的方向，用儀器逐一檢查信號的正誤，直到查出故障所在。

(4)現(xiàn)場設(shè)備故障檢修必須開具工作票，做好DCS強(qiáng)制和隔離措施。閥門維修時(shí)，應(yīng)起用旁路閥。檢修結(jié)束后及時(shí)通知集控運(yùn)行人員進(jìn)行檢驗(yàn)，操作人員應(yīng)將自控回路切為手動(dòng)。

(5)當(dāng)出現(xiàn)較大規(guī)模的硬件故障、原因不明故障或超出本廠維護(hù)人員技術(shù)水平的故障時(shí)，除當(dāng)時(shí)采取緊急備件更換工作外，要及時(shí)和廠家取得聯(lián)系，由廠家專業(yè)技術(shù)支持工程師進(jìn)一步確認(rèn)和排除故障。

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結(jié)束語

DCS應(yīng)進(jìn)行從設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行進(jìn)行全過程全方位管理，作為系統(tǒng)維護(hù)人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)配置和生產(chǎn)設(shè)備控制情況，制定科學(xué)、合理、可行的維護(hù)策略和方式方法，做到預(yù)防性維護(hù)、日常維護(hù)緊密配合，進(jìn)行系統(tǒng)的、有計(jì)劃的、定期的維護(hù)，對運(yùn)行中出現(xiàn)的各種故障，應(yīng)具體問題具體分析。減少DCS的故障關(guān)鍵是要做到預(yù)防第一，保證系統(tǒng)在要求的環(huán)境下長期良好地運(yùn)行。