分布式控制系统DCS的维护方式分析及研究

分布式控制系统DCS的维护方式分析及研究
摘要本文首先针对DCS系统的概念进行阐述，并在此基础上，分析了DCS 系统在化工企业当中常出现的一些故障，最后建设性地提出了关于DCS系统的维护方法。

关键词DCS系统；概念；故障；维护
1 分布式控制系统（DCS）的概念
如图1所示，分布式控制系统（DCS），它是以计算机作为核心，使用微型处理器来接收相关信号的办法，综合显示集中操作、控制功能分散等能力特点来进行设计和指导的新一代仪表控制系统。

整体来说，DCS系统整体可以分成两大部分，分别为软件系统和硬件系统。

其中，在硬件系统当中管理控制级与DCS 级是构成DCS系统最基本的构件。

在最近几年当中，和DCS有关的领域得到了长足的发展，尤其是在化工行业当中，DCS系统更是得到了十分广泛的应用。

化工企业从事的生产活动，通常是针对某一物质使用某一技术来进行加工生产。

在生产环节当中，涵盖有燃料提纯、深处理和勾兑等常见化工材料加工流程。

而目前在全国范围内，很多化工企业都是使用DCS系统来作为以上生产工艺的监督控制手段。

由此可见，DCS系统的运行质量和化工产生产产品的效率以及质量有着极为密切的关联，如果DCS系统在使用的过程中产生故障，化工厂当中的生产线将会面临瘫痪的风险。

因此针对DCS系统的维护，是相关技术人员必须要做好的一项重要工作[1]。

2 DCS系统在化工企业的常见故障分析
2.1 系统运行故障
1. ups故障
2015年4月，某化工单位生产车间出现停产事故，经过事后调查，发生停产的原因是DCS系统当中的UPS发生故障，导致这一车间当中电力供应出现不足，系统的运转失去电力支持，由此导致该车间生产系统的自动关闭。

由于事故发现及时，没有发生更加严重的生产事故。

2.模块故障
模块是DCS系统当中，用于信号传输的重要设备，在DCS系统当中发挥着十分重要的作用。

但是因为模块所导致的DCS系统故障也常常发生，在2014年10月，某化工厂当中，在开展某一实验项目的过程中，DCS的加氢装置突然进行报警，反应器当中的温度数据不能进行显示，其余数据均显示正常，后通过技术人员的检查后，发现是一号反应器当中的模块发生故障，因此导致DCS系统
发生报警，基于这一问题，工作人员对模块组态重新进行了备份操作，DCS系统又恢复了正常。

3.内部灰尘挤压
针对大型的DCS系统来讲，化工单位都会为其建立一个独立的操作环境让有关工作人员对其开展全面的管理和操作。

但是这种做法会让DCS系统的操作间处于一种长期无人清理的状态，长此以往，灰尘将会大量积压，DCS系统产生故障的可能性便会显著上升。

例如：在2014年的12月，在我国某化工企业的液化加氢车间当中，技术人员在进行加氢作业时，发现其中一台DCS操作站当中的数据没有出现变化，但是其他操作均能保持正常，经过技术人员检查后发现，导致这一故障的原因是计算机的机箱当中灰尘堆积过多，致使系统反应出现失灵，对系统进行清灰处理后，系统重新恢复正常。

2.2 硬件故障
1. I/O卡件故障
I/O卡件故障一般涵盖有：I/O通道故障、卡件跳线错误、串联入强电损毁卡件、电子元件老化、端子板连接错误以及通信缆线接触不良等。

在化工单位当中，I/O通道故障往往最为常见，其表现内容为无法进行数据的收集、操作失灵、上位机不能对信息变化进行监控、系统无法控制现场设备、数据产生较大的误差等。

如果I/O卡件发生故障，维修人员便需要对卡件进行更换，在这一过程当中，维系人员首先必须对发生故障的I/O卡件的类型、位置、软件版本、地址等信息有所了解，新更换的卡件设置必须要和原有卡件保持一致，若排除硬件质量问题，技术人员便需要判定故障实在DCS系统内部还是在外部设备当中，常见的判定方法是：对卡件端子板当中的通道现场侧接线进行拆除，对该通道进行检查，如果模拟输入信号AI发生故障，可以使用模拟信号源在故障点位置进行信号添加，之后观察故障点处的显示是否正常，由此判定故障点的范围。

2. DPU故障
基于DPU的结构系统（如图2所示），可以分析得出DPU的常见故障有DPU 初始化、脱网与双机转换故障。

维修人员在进行故障检测的过程中常常凭借DPU 的状态指示灯来对故障的原因进行判定。

在这些故障当中，DPU初始化的发生概率最高，其主要原因是主DPU和副DPU之间的下位机或系统文件不一致（另外DPU芯片的版本彼此不兼容也有可能产生这种故障。

）该故障的处理方法是把主控DPU的文件复制到初始化的DPU当中并在电子盘当中进行录入[2]。

3 化工企业当中针对DCS的维护
通过上文的阐述，对化工企业当中DCS系统的常见故障有了一个基础的认
识，为了让DCS系统能够更加科学、有效、合理地进行使用，有关化工单位就必须要采取一些手段，对系统进行定期的维护，这样能够显著降低故障的发生概率，让DCS系统在化工领域当中，发挥出更加巨大的作用。

针对DCS系统来讲，针对其开展日常维護工作是非常重要的。

因为DCS系统本身拥有很多特别的性质，因此只有对其长期看展检查和维护，才能保障其安全运行，为化工企业创造更加丰厚的经济效益，本文认为，针对DCS系统的日常维护需要做到以下几点：首先，化工企业需要对DCS管理体系进行健全，提升有关技术人员的综合能力，定期开展针对技术人员的技能培养；其次，DCS 系统在使用过程中，对于温度条件有着很高的要求，在化工厂空调正常使用的前提下，需要保障室内温差在10℃以内，这样才能防止因为温差过高所产生的DCS 系统设备凝露现象；再次，DCS系统在使用过程中，为了保障其达到精准控制的效果，其工作环境需要和强磁场进行隔离，防止出现信号干扰；最后，化工单位应指派专业的清洁人员定期对DCS系统进行清灰处理，防止粉尘等对DCS当中的电子元件正常运行产生影响。

4 结束语
整体来说，想要DCS系统发挥出最大程度的效果，其维护工作是十分重要的，本文建设性地提出了化工企业当中DCS系统的维护办法，希望能够给予相关技术人员提供参考。

参考文献
[1] 吴成良，曹立革，赵家元.DCS的定期点检与维护[J].化工自动化及仪表，2012，（01）：43-45.
[2] 陈斌，屈文倩，徐志江.DCS自动化系统的维护和应用探析[J].科技创新与应用，2012，（18）：10.。