DCS控制系统的日常运行维护

DCS控制系统的日常运行维护
摘要：目前，随着社会经济高速发展，DCS控制系统应用到电力生产现场，
保证了安全稳定的生产。

但系统设备长期运行后，由于电力生产现场环境恶劣，DCS控制系统受到含有导电介质的灰尘、振动等不利因素的侵袭容易造成元器件
的老化、损坏等情况，从而导致系统通信堵塞，信号偏移大，部分卡件通道损坏，卡件频繁维修或更换等故障；为安全生产带来众多隐患。

为了提高DCS控制系统
的可靠性，保证系统安全、稳定、长期、有效的运行，需要对系统的状态进行了解，采用专用的技术设备及专业的检测技术对系统的设备状态进行检测是了解系
统状态的重要手段。

关键词：DCS控制系统；日常运行；维护
引言
在科学技术不断发展过程中，电力行业的生产技术也在不断改革，DCS 控制
系统是一种以计算机为基础的自动化系统，在电力生产中可以有效提高生产效率，提高设备的精准性，在电力生产中，这种自动化控制系统得到了广泛的应用。

DCS 控制系统在应用过程中，帮助工作人员提供了非常好的支撑，提高了电力生
产的水平，具有非常高的优势特点。

1 DCS 系统概述
1.1 DCS 系统
DCS 系统指的是集散控制系统，这种系统是以计算机技术和网络技术为基础，再加上第三方的设备和仪器，实现信息的采集，综合应用这些技术可以有效管理
电力生产。

DCS 系统在我国也称为分布式集散控制系统，这种系统与记账控制系
统相比，是一种新型的计算机控制系统，具有传统控制系统所不具备的优势特点。

DCS 设计是在集中控制系统原理的基础上，通过不断的完善，最终形成集中控制
系统。

这种控制系统在电力行业、电气行业等有着非常广泛的应用。

在 DCS 控
制系统不断发展过程中，将会有更广阔的应用领域。

1.2 DCS 的主要构成
DCS 系统通过控制站、操作站和工程师、数据通信和网络等部分构成。

控制站，在 DCS 系统中控制站是一个完整的计算机，在实际运行中可以在不连接网
络的情况下完成控制策略。

作为一个完整的计算机主要以 I/O 设备作为输入和
输出设备，也就是在过程输入或输出过程中，进行信号变换和调理 A/D、D/A转换。

在信号变换中，采用隔离技术，从而有效防止信号干扰，有效确认物理位置，对现场端子以及输入、输出信号位置的确认是非常重要的。

作为整个 DCS 控制
系统的基础，控制站的安全性与可靠性非常重要，不允许出现死机或者控制失灵
的问题，并且抗电磁干扰、冗余、构成防爆系统等，都需要保证可靠性，这样才
更符合用户的要求。

操作站和工程师站。

DCS 在刚开始形成的时候，各个操作站是没有分离的，
也就是操作站同时具备了工程师功能、操作员功能、高级语言功能以及通信功能等，工程师功能中又包含了系统组态、系统维护、系统通用功能等。

DCS 操作站
具有外围设备和人机界面，是非常典型的计算机操作方式，要想实现多项功能，
需要实现数据的组织与存储等相关任务。

比如与工位号相关的数据，在操作站中，要对某控制站与现场仪表相连的，可以通过物理位置来确定工位号以及工位说明，保持与工艺对象一致性，使得工位号可以在整个系统中通用。

其他的系统配置、
历史数据、操作标记以及趋势记录等，工艺单元、化面组态、区域组态等都可以
组织成文件，使其可以形成数据库，存储在硬盘或者相应的区域中，实现数据的
共享独立，保证数据的安全性、实时性和完整性。

数据通信和网络所述的操作站、工程师站、控制站都是通信网络节点，DCS
网络节点还可能有上机位，可以与工厂管理网络相连。

DCS网络在系统中发挥着
重要的作用，在可靠性、实时性以及可扩充性等方面，存在重要的应用。

在当前DCS 中，通信功能的发展与网络技术相融合，可以实现通信网络，从多重网络结构，向着扁平化过渡，提高了开放性。

DCS 系统的规模与通信能力息息相关，通
信的复杂性，主要体现在产品的互联问题，不仅可以保证系统的扩展性，还可以
保证用户初期的投资。

2 DCS 自控仪表系统运行日常管理工作规范建设
2.1仪表系统测量
DCS 自控仪表处于连续动作过程中，其在运行过程中会产生大量的信息数据，数据信息处于动态变化过程之中。

通过对生产过程中系统所产生的常量数据和变
量数据进行测量，可以实现对系统生产过程的动态管控，保障生产过程的科学性
和生产产品的质量符合标准。

因此，在日常工作规范中对系统的管理应注重内部
控制模块和外部接线信息自检的科学性，对系统运行过程中的生产程序、控制程
序有着深入的了解，并对仪表系统的单元信息、控制信息、模块信息等进行掌握，以数据系统的方式进行展示。

根据测量所得的信息可以切实了解 DCS 自控仪表
生产过程中信息的科学性、准确性，了解控制系统和元件的工作状态是否良好。

如系统产生故障则需要对代码进行解读，找出故障原因，及时解决。

信息的测量
是了解 DCS自控仪表系统日常运行状态的基础，是判断仪表系统是否出现故障问
题的关键。

2.2 仪表信息备份
相关人员在对 DCS 自控仪表进行管理期间应做好相关数据信息的日常备份，避免因故障问题导致信息出现丢失的问题。

系统历史信息的应用是判断数据是否
异常，指令是否良好传达的核心关键。

日常系统数据信息备份应重点关注比较容
易损坏的零件，预存相应的零件。

在此过程中，相关人员应严格遵守仪表系统信
息管理的相关规范，采用云端数据储存的方式对系统运行过程中的生产数据信息、零件信息等进行上传，每周进行一次到两次的数据信息核查。

如果在信息核查过
程中发现与数据信息波动过大，应及时检查相关零件是否受损，并对零件进行更换，及时解决出现的问题，保障系统的正常运行。

数据备份可避免DCS 自控仪表
系统在运行过程中因故障问题导致数据丢失的情况，当故障时可以对比历史数据，尽快恢复系统运行的稳定性。

2.3 仪表日常维护
DCS 自控仪表系统基于硬件设备的使用进行运行和控制，硬件在恶劣的生产
环境中极容易产生损坏。

因此，相关人员需要做好 DCS 自控仪表相关零件的日
常维护工作，判断系统硬件元件是否出现安全隐患，及时消除安全隐患。

日常维
护应建立完善的 DCS自控仪表系统日常维护制度，建立标准化、科学化的工作规范。

例如，在日常维护管理工作中，应对 DCS自控仪表系统需要进行维护和检查
的区域进行明确，将重点内容、核心内容作为日常维护的关键，检查其是否出现
安全隐患。

系统维护工作除应检验相关的元件是否存在安全隐患之外，也要重点
对软件程序进行检查，判断其是否出现数据问题。

维护制度的建设应用是切实保
障 DCS 自控仪表系统稳定运行的保障措施，相关人员应将软件及硬件的检查结
果进行记录，标注是否存在问题，按照工作规范每周进行一次至两次的维护检查。

期间应避免相关人员进入到控制中心，并对电磁系统产生的干扰，做好日常的灰
尘清理工作，切实通过维护手段保障系统运行的科学性、稳定性。

3 DCS 控制系统点检的内容及步骤
3.1 中央控制室环境
空调运行情况，控制室要求恒温、恒湿，温度要控制在16℃~25℃，湿度要
保持在40%~90%；清洁状况，控制室的门窗应关好，同时注意防尘，进线电缆孔
洞要求密封严密；操作台内电源插座连接可靠，簧片没有失去弹性；防静电地板
的支架连接可靠稳定。

3.2 机柜间的检查
空调运行情况，控制室要求恒温、恒湿，温度要控制在16℃~25℃，湿度要
保持在40%~90%；清洁状况，控制室的门窗应关好，同时注意防尘，进线电缆孔
洞要求密封严密；服务器内电源插座连接应可靠，簧片没有失去弹性；防静电地
板的支架应连接可靠稳定；控制柜的安装应牢固不能晃动；机柜间不允许使用电
焊机、冲击钻，机柜周围3m范围内不能使用无线通信设备等产生电磁干扰的设备。

3.3 系统接地检查
操作台要求接地、台内插座要求接地，均为保护地；计算机主机的外壳、服
务器的外壳和交换机的外壳必须保护接地；电源柜柜体要求接地，为保护地；服
务器柜体要求接地、台内插座要求接地，均为保护地；控制柜柜体要求接地，为
保护地；柜内信号线的屏蔽层必须在柜内单端接地，为屏蔽地，屏蔽地严禁串联；安全栅柜柜体要求接地，为安全地；安全栅需要本安接地，接地必须单独设置，
不允许和其他接地合并，为安全栅地；UPS电源外壳接地，输出地线接地，均为
保护地。

3.4系统清灰
使用吹吸风机、抹布、毛刷等工具对操作台、显示器、计算机主机、键盘、
交换机、光纤收发器及同类设备、机柜、散热风扇、主控单元、电源、模块等设
备进行清灰；使用超声波清洗仪对模块板卡进行清灰；清理散热风扇的积灰，对
机柜滤网进行清理。

3.5 I/O柜的检查
检查柜门的防尘滤网积灰是否严重，必要时清理更换；检查机柜照明，必要
时进行更换；检查散热风扇运行情况：是否转动，有无异常声音，如果不转，检
查是风扇还是线路原因，必要时处理或更换；检查主控机笼背面的网线接口，看
是否有松动，如有进行紧固；检查主控制器的前面板，各指示灯是否正常；检查
I/O柜内设备的腐蚀、发热情况；检查柜内机笼的安装和接线是否合格；检查电
源分配器状态是否正常；检查电源模块的安装、外观、性能和冗余功能是否合格；检查主控单元模块的安装、外观、硬件质量、负荷、掉电保护功能和冗余功能是
否合格；对模块精度进行检查和校验：AI、A0、RTD、TC类模块精度要求在1‰
以内，DI、DO类模块要求通道通断快速准确，对超出精度要求的模块进行校正。

3.6 操作站、服务器、工程师站的检查
检查主机电源风扇是否运行，有无异常声音，机箱散热是否良好；检查主机
指示灯状态；检查主机电源是否有积灰；检查鼠标和键盘状态，应能操作灵活；
检查网络接口，是否松动，水晶头卡件是否完好，网卡指示灯是否正常工作；检
查显示器数据和电源接口两头是否牢固，对螺丝进行紧固；检查设备管理器，查
看设备是否正常，驱动是否完整，有无报警信息；检查任务管理器，查看CPU使
用率和内存占用率，查看系统资源占用情况，有无可疑进程，是否有无用程序正
在运行，查看内存是否有内存泄漏情况；检查事件查看器，查看系统错误情况、
应用程序错误情况；查看系统服务，查看服务的启动状态和启动方式；查看磁盘
管理，看历史数据盘的容量是否满足，以及系统盘的可用空间是否足够；检查服
务器及磁盘阵列的运行状态指示灯是否异常；检查操作系统软件并备份、备份本
机驱动、备份历史趋势。

3.7 DCS控制系统软件检查
向运行人员了解控制系统运行情况；检查系统状态图，看DCS系统各部分是
否运行正常；检查工艺画面上数据刷新和操作是否正常；检查系统时钟和时钟同
步设置；检查主控单元、操作站和服务器的负荷，检查系统负荷是否合格；检查
工艺报警日志、设备报警日志、SOE报警日志看系统是否有报警信息；检查操作
日志和全日志，是否有不良操作记录；检查DCS系统在运行期间的组态修改记录，包括点名修改记录、信息强制记录、PID参数修改或其他重要参数修改记录；检
查DCS系统日志信息；对系统组态、控制参数、PID参数等进行备份和更新；检
查必须的支持软件是否安装，版本是否合适；检查双机监控是否正确；启动操作
站软件，启动过程中应无异常，无出错信息；检查操作员站、服务器站、工程师
站的软件版本是否一致。

结语
总而言之，在电力生产中，DCS 系统的应用可以有效提升生产以及管理效率，促进电力生产质量的提升，实现自动化、智能化控制，保证电力生产的稳定、安全。

当前我国 DCS 系统应用已经较为成熟，可以在多项电力生产中应用，在实
际应用中还需不断总结经验，不断优化系统，避免在DCS 系统控制过程中出现问题，从而引发安全风险，为智能化电力生产奠定基础。

参考文献
[1] 刘海林，冷强.浅论核工业生产中DCS控制系统的应用现状和发展趋势[J].电脑知识与技术，2021，17（29）：166-167，170.
[2] 李巍.火电厂DCS控制系统故障应急处理方法和预防分析[J].山东工业技术，2018（10）：181.
[3] 吴江.一起DCS控制系统“死机”故障的应急处理[J].电力安全技术，2017，19（3）：19-20.
[4] 董立南，梁士民.火电厂DCS系统的运行维护与故障处理[J].工程技术研究，2017（5）：134-135.
[5] 邵浏睿.火电厂DCS分散控制系统的故障及预防分析[J].中国新技术新产品，2018，363（5）：10-11.。