试论化工厂DCS系统现有故障与对策

　　摘要:笔者通过大量的调查与探究可知，DCS系统有较高的安全性、灵活性以及可靠性，它在国内石油与化工行业都获得了广泛的推广及运用。本文将DCS系统设为论述基础，详细探究了它在运行时可能发生的故障，并且还以DCS系统当前频发的故障为切入口，拟定了极具针对性的解决对策及方案，希望能为相关从业人员的工作开展提供理论支持。

　　关键词：DCS系统;系统;对策

　　引言：通常来说，运用于化工厂的控制系统回路多、稳定性高、控制方案较为复杂，因此DCS系统在当今的化工行业获得了广泛的推广及运用。然而科学技术犹如双刃剑，如果DCS系统发生故障，就会给工厂的有序运行与安全生产带来严重的影响，甚至会引发多起安全事故。本文以笔者的自身经验为基础，结合相关文献与资料的阐述与记录，希望能为DCS系统的有序、安全运行贡献一份力量。

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　　1DCS系统的构成分析

　　DCS系统的实际组成较为灵活，一般来说，DCS系统有5个关键的组成要素：I/O板、操作站、图形和编程软件、控制器以及通讯网络。在该系统当中I/O板属于数据传输载体，它在系统的实际运行中要将系统同现场仪表有效连接起来，控制器也是DCS系统当中的关键组件。操作站是人机接口界面，它的主要功能就是报警、操作以及显示画面。在DCS系统中，通讯系统是骨架，在该系统运行时它要负责关键数据的输送，它与DCS系统的实际工作效率直接相关，而且还在某种程度上决定系统的实际性能。在DCS系统运行中，图形与编程软件属于前提与基础，它是该系统有序运行的基础保证。

　　从结构层面来剖析该系统，DCS系统是由过程级、管理级以及操作级组成的。在此，过程级也就是功能实现领域，其中囊括了控制站、I/O单元以及现场仪表。操作级在系统运行时负责系统的操作及组态，换句话说，该层次囊括了操作员站以及工程师站。

　　2化工厂DCS系统现有故障

　　2.1各种供电系统故障

　　本文提及的供电系统是由承担UPS供电任务的220V电源以及承担控制单元、散热风扇、端子排以及卡件供电任务的直流回路共同组成的。此种故障在系统实际运行中较为严重，它与其余类型的故障不同，它的影响范围远超某单个或是几个单元，它会造成整个系统发生掉电情况，影响系统工作。笔者就遭遇过类似事故，事故大体过程如下：存放于机柜内的一台散热风扇燃烧造成系统内220V供电空开发生越级跳闸情况，进而引发全部机柜完全失电。在DCS系统的实际运行当中，与之相类似的故障较多，比如24V的直流电源发生损坏、UPS跳闸、柜内的空开损坏以及UPS烧毁等。

　　2.2控制器、卡件、操作员站等硬件故障

　　此类故障若发生在DCS系统的实际运行中，就可能导致某些控制监视功能完全失效，严重时还可能导致连锁触发，造成全系统的停车，会给化工厂带来严重的危害。当然，有时候卡件故障不是指此卡件全部失效，而是某个通道出现了故障。

　　2.3软件故障

　　通常来说，软件故障多发生于新修改或者下装组态当中，与此同时，新投入运行的系统在长时间的运转中也可能会发生此类故障。然而，偶尔也会出现在运行较久的系统当中。软件故障出现的原因有三，分别是系统故障、操作系统故障以及组态错误。软件故障的发生可能会对部分工程师站与操作员站带来负面影响，导致以上两者的功能丧失，然而，一般来说，不会造成控制站失灵。

　　2.4通讯故障

　　通讯故障在系统的实际运行中占比较高，主要由通讯电缆故障、交换机故障以及通讯卡件组成。假如有光纤参与至通讯系统，就可能会发生收发器故障与光纤故障，当通讯故障发生时，很容易辨别，大多数都是因为冗余配置，不会对系统造成恶劣的影响。笔者就职的单位曾经因为DCS系统当中的某项安全参数波动导致连锁停车情况发生，事故发生后，单位就组织了大批人员开展故障排查工作，通过大量的排查与剖析发现是因为电缆中间存在一个接头。

　　2.5人为性故障

　　在DCS系统的实际运行中，人为故障的发生通常是在无意中引发和造成的，也就是说，通常发生于检修、检查、组态修改下装以及维护等多种情况中。由于人为因素导致出现频率较高的故障有拨错卡件、改错位号以及接错线等。

　　3解决化工厂DCS系统现有故障的对策

　　3.1加强巡检，做好系统各类系统报警信息、温度监控等工作

　　笔者在资料收集中发现一起事故，某化工厂的220V进电在跳闸之后转成了UPS供电，当时的巡检队伍未发现，待UPS的电量耗完之后，系统由于断电发生了严重的事故。众所周知，当UPS供电之后在视觉和声音上都会有提示，相关工作人员稍加注意就可以避免事故的发生。在落实日常巡检任务时，要检查220V配电柜以及有关开关的具体状态，还要观察供电线路的实际电压与电流;当系统转成应急电或者从应急电转出之后，都要检查开关的状态。与此同时，还要根据实际情况来测量配电系统中的各卡件温度，查看控制器的相关运行指示，通过测温仪来有效监控电缆温度，要特别注意系统运行时是否有异味。

　　3.2科学落实系统零件的装配工作

　　在开展开关、线路以及电源适配器相关的更换工作时，必须要认真计算容量，要严格控制卡件、仪表以及网卡的安装施工质量，有效避免线路烧毁、线头松掉、线头短路以及空开跳闸等故障的频繁发生。此外，还要严格控制材料质量，对那些不合格、不正规的材料坚决说不，有效杜绝粗放型维修思维。

　　3.3建议UPS系统做并联或串联备份

　　相关人员要对新建UPS系统实施并联备份，也就是说把2台UPS系统并联起来供电，如果有一台出现故障，另一台就自动供电，有效避免失电情况的发生。针对使用较久的DCS系统来说，可以选择串联备份方案，也就是说把两台UPS紧邻放置在一起。

　　3.4加强计算机和系统管理

　　在DCS系统运行时，要挑选固定的人员来管理固定的U盘，严禁其余人员擅自修改系统以及组态工作，杜绝非专用优盘在系统中的运用。与此同时，要科学落实系统与组态文件相关的备份工作，通常来说要在工程师站与U盘中同时备份。此外，还要定期组织教育培训以及应急预案演练。

　　3.5保证好外部环境

　　第一，要科学落实控制室防雨相关工作。第二，要科学落实控制室防雷相关工作，定期检测接地的电阻，雷雨天气来临时，要派专人进行监测以防不测。第三，要合理落实防鼠工作，如果电缆遭受老鼠破坏将很难查找原因。第四，要严格管理室内的湿度与温度。

　　3.6注意应急工具和备品备件的配备工作

　　如果发生较为严重的故障，相关部门要立即恢复系统。因此，化工厂要备齐并定期检查各工具与配件的状态，例如常用工具、卡件、各类接头、空开、电源模块以及键盘等，以上多种工具与配件可以放置在工程师站中，用单独的柜子保存起来，进而保证系统在最短时间内得到恢复。

　　3.7故障其余应对措施

　　第一，要注意的是，绝大多数的UPS都有主控电池，以避免掉电后造成各类参数的丢失，此电池需要按时定期更换。第二，要保证电线、电缆以及信号线的有效性，以上提及多类型线的中间不能有接头，接头在长期使用后可能发生氧化、进水以及断开等现象，进而导致各类安全事故的发生。

　　4结语

　　综合来说，有关部门要想确保DCS系统在运行时具备较高的可靠性与安全性，有关人员必须从DCS系统的设计、调试以及维护中入手，展开严密的监督及管理活动。系统维护队伍要结合系统当前的运行状况及特点，拟订合理科学的检修与故障排除方案，当故障发生时，按照之前拟订的应对方案与措施积极开展系统故障解决工作，有效降低故障给系统运行带来的负面影响，给化工厂中DCS系统的有效、持续以及稳定运行奠定基础。

　　参考文献：

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　　[4]杨卫红.DCS系统故障分析处理及维护防范措施探讨[J].电子世界，2016(02):68-70.

　　作者：邹超银