【導(dǎo)讀】DCS 系統(tǒng)具有較高的靈活性與擴(kuò)展性。具有先進(jìn)的過(guò)程操作畫(huà)面，具有各種控制功能，運(yùn)算功能，并能實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，歷史數(shù)據(jù)顯示和各種報(bào)警功能。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝生產(chǎn)全過(guò)程的集中監(jiān)視、控制和管理。同時(shí)DCS 系統(tǒng)的各種模塊能夠熱插拔，這些都是常規(guī)儀表所不具備的或需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的組合才能實(shí)現(xiàn)。
01.DCS日常維護(hù)
DCS維護(hù)無(wú)論就化工廠、鋼廠、冶金廠、電廠等等生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)都有那么幾分神秘?zé)o論DCS出多么微小或多么緊急的事情都只能等那么幾個(gè)人到了才能動(dòng)、才能處理。
在儀表維護(hù)人心里DCS維護(hù)是個(gè)高大上的神圣職業(yè)，那么DCS日常維護(hù)包括哪些內(nèi)容呢？
DCS 的維護(hù)可分為：日常維護(hù);預(yù)防性維護(hù)和故障維護(hù)，日常維護(hù)和預(yù)防維護(hù)是在系統(tǒng)未發(fā)生故障所進(jìn)行的維護(hù)。故障維護(hù)發(fā)生在故障產(chǎn)生之后,往往 已造成系統(tǒng)部分功能失靈并對(duì)生產(chǎn)造成不良影響;相反,預(yù)防性維護(hù)是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有計(jì)劃的定期維護(hù),及時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、消除系統(tǒng)故障隱 患、保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行,形成定期維護(hù)的概念。實(shí)踐證明,定期維護(hù)能夠有效地防止DCS 突發(fā)故障的產(chǎn)生,形成可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。
DCS 系統(tǒng)的日常維護(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） 完善DCS系統(tǒng)管理制度。
2） 保證空調(diào)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,保證室溫變化小于±5℃/h ,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。
3） 盡量避免電磁場(chǎng)對(duì)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。
4） 注意防塵，現(xiàn)場(chǎng)與控制室合理隔離，并定時(shí)清掃，保持清潔，防止粉塵對(duì)元件運(yùn)行及散熱產(chǎn)生不良影響;
5） 嚴(yán)禁使用非正版軟件和安裝與系統(tǒng)無(wú)關(guān)軟件。
6） 做好控制子目錄文件的備份,各自控回路的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。
7） 檢查控制主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等硬件是否完好,實(shí)時(shí)監(jiān)控工作是否正常。
8） 查看故障診斷畫(huà)面,是否有故障提示。
預(yù)防維護(hù)
有計(jì)劃地進(jìn)行主動(dòng)性、預(yù)防性維護(hù),保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。根據(jù)大修周期，利用大修進(jìn)行一次預(yù)防性的維護(hù)，以掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),消除故障隱患。大修期間對(duì)DCS 系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行徹底、全面的維護(hù)，內(nèi)容包括：
1） 系統(tǒng)冗余測(cè)試: 對(duì)冗余電源、服務(wù)器、控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冗余測(cè)試。操作站、控制站停電檢修。包括計(jì)算機(jī)內(nèi)部、控制站機(jī)籠、電源箱等部件的灰塵清理。
2） 系統(tǒng)供電線路檢修。并對(duì)UPS進(jìn)行供電能力測(cè)試和實(shí)施放電操作。
3） 接地系統(tǒng)檢修。包括端子檢查、對(duì)接地電阻測(cè)試。
大修后系統(tǒng)維護(hù)負(fù)責(zé)人應(yīng)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。
故障維護(hù)
系統(tǒng)使用者自身進(jìn)行的日常維護(hù),維護(hù)人員應(yīng)對(duì)系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)難度和可操作性有一定的認(rèn)識(shí),了解應(yīng)具備的維護(hù)工具,明確哪些工作能自己完成,做到心中 有數(shù),出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)制定可行的維護(hù)方案。對(duì)DCS系統(tǒng)故障維護(hù)的關(guān)鍵是快速、準(zhǔn)確地判斷出故障點(diǎn)的位置，故障維護(hù)中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下下幾點(diǎn)：
1） DCS系統(tǒng)往往具有豐富的自診斷功能。根據(jù)報(bào)警,可以直接找到故障點(diǎn),并且還可通過(guò)報(bào)警的消除來(lái)驗(yàn)證維修結(jié)果。
2） 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,可以利用工具重做接頭;通信線破損應(yīng)及時(shí)更換。
3） 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(méi)有組態(tài)信息等。
4） 當(dāng)某一生產(chǎn)狀態(tài)異常或報(bào)警時(shí),我們可以先找到反映此狀態(tài)的儀表,然后順著信號(hào)向上傳遞的方向,用儀器逐一檢查信號(hào)的正誤,直到查出故障所在。
5） 當(dāng)出現(xiàn)較大規(guī)模的硬件故障時(shí)，最大的可能是由于DCS系統(tǒng)環(huán)境維護(hù)不力而造成的系統(tǒng)運(yùn)故障，除當(dāng)時(shí)采取緊急備件更換和系統(tǒng)清掃工作外，還要及時(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。
對(duì)于DCS系統(tǒng)的維護(hù)工作,關(guān)鍵是要做到預(yù)防第一,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),保證系統(tǒng)在要求的環(huán)境下長(zhǎng)期良好地運(yùn)行,使生產(chǎn)過(guò)程控制平穩(wěn)、運(yùn)行穩(wěn)定,為實(shí) 現(xiàn)生產(chǎn)和效益的目標(biāo),提供可靠保證。
02.DCS故障查找方向
DCS維護(hù)內(nèi)容多且復(fù)雜，所以在出現(xiàn)故障的時(shí)候，容易沒(méi)有頭緒，一般常見(jiàn)故障，可以從以下十一個(gè)方向入手：
1、通信網(wǎng)絡(luò)故障
通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)故障一般易發(fā)生在接點(diǎn)總線、就地總線處或因地址標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤所造成。
2、節(jié)點(diǎn)總線故障
節(jié)點(diǎn)總線的傳送介質(zhì)一般為同軸電纜，有的采用令牌信號(hào)傳送方式，有的采用帶沖突檢測(cè)的確良多路送取爭(zhēng)用總線信號(hào)傳送方式。不論采用哪種方式，當(dāng)總線的干線任一處中斷時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致該總線上所有站及其子設(shè)備通訊故障。
目前，一般防止此類(lèi)故障的方法是采用雙路冗余配置的方式，避免因 一路總線發(fā)生故障而影響全局，但這并不能從根本上避免故障的發(fā)生，并且一旦一根總線發(fā)生故障，處理時(shí)極易造成另一個(gè)總線故障，其后果是非常嚴(yán)重的。有效的方法應(yīng)是從防止總線接觸不良或開(kāi)路入手。比較成功的是系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)總線布置方式。其同軸電纜的連接不是在通信模件的前面，而是在模件的后面，這樣當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中處理通信模件故障時(shí)，可避免誤碰同軸電纜，造成網(wǎng)線斷路。同時(shí)，其同軸電纜除專門(mén)進(jìn)行檢查，任何時(shí)候都不會(huì)去觸動(dòng)，可防止因多次插拔同軸電纜的插頭造成松動(dòng)，增加其故障的可能。另外，應(yīng)制定同軸電纜檢查與更換管理制度，在其接觸電阻增大至影響通信之前，進(jìn)行更換或處理。
3、就地總線故障
就地總線或現(xiàn)場(chǎng)總線-般由雙絞線組成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，由于其連接的設(shè)備是與生產(chǎn)過(guò)程直接發(fā)生聯(lián)系的一次元件或控制設(shè)備，所以工作環(huán)境惡劣，故障率高，容易受到檢修人員的誤動(dòng)而影響生產(chǎn)過(guò)程。另外，總線本身也會(huì)因種種原因造成通信故障。防止此類(lèi)故障的有效措施是：首先要將就地總線與就地設(shè)備的聯(lián)接點(diǎn)進(jìn)行妥善處理。拆裝設(shè)備時(shí)，不得影響總線的正常運(yùn)行，總線分支應(yīng)安裝在不易碰觸的地方，同時(shí)，就在總線最好是采用雙路冗余醞置，以提高通信的可靠性。
4、地址標(biāo)志的錯(cuò)誤
不論是就地組件還是總線接口，一旦其地址標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤，必然造成通信網(wǎng)絡(luò)紊亂，所以，要防止各組件的地址標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤，防止人為的誤動(dòng)、誤改。系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，一般應(yīng)在系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。尤其是采用令牌式通信方式的系統(tǒng)，任何增加或減少組建的工作都必須在系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，將組態(tài)情況向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，以避免引起不可預(yù)料的后果。
5、硬件故障
DCS系統(tǒng)根據(jù)各硬件的功能不同，其故障可分為人機(jī)接口故障和過(guò)程通道故障，人機(jī)接口主要指用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系功能的工程師站、操作員站、打印機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等；過(guò)程通道主要指就地總線、通道、過(guò)程處理機(jī)、一次元件或控制設(shè)備等。人機(jī)接口由多個(gè)功能相同的工作站組成，當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，只要處理及時(shí)，一般不會(huì)影響系統(tǒng)的監(jiān)控操作。過(guò)程通道故障發(fā)生再就地總線或一次設(shè)備時(shí)，會(huì)直接影響控制或檢測(cè)功能，因而后果比較嚴(yán)重。
6、人機(jī)接口故障
人機(jī)接口故障常見(jiàn)的有鼠標(biāo)操作失效、控制操作失效、操作員站死機(jī)、薄膜鍵盤(pán)功能不正常、打印機(jī)不工作等。鼠標(biāo)操作不正常一般是由于內(nèi)部機(jī)械裝置長(zhǎng)期工作老化或污染，使觸點(diǎn)不能可靠通斷，或因電纜插接不牢固造成與主機(jī)不通信，這時(shí)只需將其更換檢查即可。
控制操作失效是由于鼠標(biāo)的操作信號(hào)不能改變過(guò)程通道的狀態(tài)，一方面可能是過(guò)程通道硬件本身故障，另一方面可能是操作員站本身軟件缺陷，在設(shè)備負(fù)荷過(guò)重或打開(kāi)的過(guò)程窗口過(guò)多時(shí)，導(dǎo)致不響應(yīng)。在檢查過(guò)程通道功能正常后，應(yīng)對(duì)操作員站進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行重啟，初始化操作員站。操作員站死機(jī)原因比較多，可能由于硬盤(pán)或卡件故障、軟件本身有缺陷。
冷卻風(fēng)扇故障導(dǎo)致主機(jī)過(guò)熱，或負(fù)荷過(guò)重造成?？墒紫葯z查主機(jī)本身的溫升情況，其次用替代法檢查硬盤(pán)、主機(jī)卡件等，以確定故障部分。
薄膜鍵盤(pán)在大多數(shù)操作員站上得到應(yīng)用。其主要功能是快速調(diào)取過(guò)程圖形，便于操作員迅速監(jiān)控過(guò)程參數(shù) 。當(dāng)因薄膜鍵盤(pán)組態(tài)錯(cuò)誤、鍵盤(pán)接觸不良、信號(hào)電纜松動(dòng)或主機(jī)啟動(dòng)時(shí)誤動(dòng)鍵盤(pán)造成啟動(dòng)不完整，均可導(dǎo)致其功能不正常，應(yīng)針對(duì)不同的情況進(jìn)行處理。
打印機(jī)不工作一般是由于配置的原因，同時(shí)，以打印機(jī)進(jìn)行屏蔽后，也會(huì)使打印功能不能進(jìn)行。另外，打印機(jī)本身的硬件故障會(huì)造成其部分功能或全部功能不正常，應(yīng)重新檢查打印機(jī)的設(shè)置及硬件是否正常并進(jìn)行處理。
7、過(guò)程通道故障
過(guò)程通道出現(xiàn)最多是卡件故障或就地總線故障。一種原因是卡件本身廠時(shí)間工作，元器件老化或損壞；另外，因外部信號(hào)接地或強(qiáng)點(diǎn)信號(hào)串入卡件也會(huì)導(dǎo)致通道故障?，F(xiàn)在一般卡件本身都采取了良好的隔離措施，一般情況下不會(huì)導(dǎo)致故障的擴(kuò)大，但此類(lèi)故障一旦出現(xiàn)，則直接造成過(guò)程控制或監(jiān)控功能的不正常。所以要及時(shí)查明故障原因，及時(shí)進(jìn)行更換卡件。
一次原件或控制設(shè)備出現(xiàn)故障有時(shí)不能直接被操作員發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)參數(shù)異?；驁?bào)警時(shí)，方引起注意?？刂铺幚頇C(jī)（過(guò)程處理機(jī)）故障一般會(huì)立即產(chǎn)生報(bào)警，引起操作員注意?，F(xiàn)在控制處理機(jī)基本上全是采用1：1冗余配置，其中一臺(tái)發(fā)生故障不會(huì)引起嚴(yán)重后果，但應(yīng)立即處理故障的機(jī)器。在處理過(guò)程中，絕對(duì)不可誤動(dòng)正常的處理機(jī)，否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的后果。
8、人為故障
對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或故障處理，有時(shí)會(huì)發(fā)生認(rèn)為誤操作現(xiàn)象，這對(duì)于經(jīng)常進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)或新參加系統(tǒng)檢修維護(hù)的人員來(lái)說(shuō)都是會(huì)發(fā)生的。一般在修改控制邏輯、下裝軟件、重啟設(shè)備或強(qiáng)制設(shè)備，保護(hù)信號(hào)是最易發(fā)生誤操作事件。輕則導(dǎo)致部分測(cè)點(diǎn)、設(shè)備異常，重則造成機(jī)組或主要輔機(jī)設(shè)備停運(yùn)，后果是非常嚴(yán)重的。在使用的化工廠，人為誤操作發(fā)生的故障在不安全事件中占有很大比例。
9、電源故障
電源方面的問(wèn)題也較多，如備用電源不能自投，保險(xiǎn)配置不合理及電源內(nèi)部故障等造成電源中斷，溫壓電源波動(dòng)引起保護(hù)誤動(dòng)及接插頭接觸不良導(dǎo)致溫壓電源無(wú)輸出；有的系統(tǒng)整個(gè)機(jī)柜通過(guò)一路保險(xiǎn)供所有輸入信號(hào)或一路電源外接負(fù)載很大，還的控制電源既未接又未有冗余備用。
10、SOE工作不正常
SOE的結(jié)論對(duì)事故的分析判斷起了很重要的作用，但在現(xiàn)實(shí)中，許多電廠發(fā)生保護(hù)動(dòng)作等情況時(shí)SOE未記錄下拉或記錄時(shí)間與實(shí)際情況不符。如電廠#1機(jī)組出現(xiàn)過(guò)SOE事件順序追憶時(shí)間與實(shí)際跳閘時(shí)間不相對(duì)應(yīng)，SOE時(shí)間打印瀏覽后不能返回，首次跳閘原因在時(shí)間順序未能第一個(gè)反應(yīng)，SOE時(shí)間順序數(shù)據(jù)不能設(shè)置等問(wèn)題。而又的電廠在幾次事故分析時(shí)發(fā)現(xiàn)SOE結(jié)論中的時(shí)序與歷史曲線中的時(shí)序有偏差，有時(shí)甚至?xí)r序顛倒，具體表現(xiàn)于同一個(gè)點(diǎn)在歷史曲線和SOE中民生時(shí)間不一致，且有時(shí)偏差很大，這會(huì)延誤事故分析的進(jìn)程，有時(shí)甚至誤導(dǎo)事故分析方向。SOE問(wèn)題既與系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，SOE點(diǎn)沒(méi)完全集中在一個(gè)上有關(guān)，也與系統(tǒng)硬件及軟件考慮不周有關(guān)。
11、干擾造成的故障
干擾造成的故障的實(shí)例也不少。系統(tǒng)的干擾信號(hào)可能來(lái)自于系統(tǒng)本身，也可能來(lái)自于外部環(huán)境。由于不同的系統(tǒng)對(duì)接地都有嚴(yán)格要求的規(guī)定，一旦接地電阻或接地方式達(dá)不到要求，就會(huì)使網(wǎng)路通信的效率降低或增加誤碼的可能，輕則造成部分功能不正常，重則導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 電源質(zhì)量同樣影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。用于系統(tǒng)的電源既要保證電壓的穩(wěn)定，也要保證在一路電源故障時(shí)，無(wú)擾切換至另一路電源，否則會(huì)對(duì)系統(tǒng)工作產(chǎn)生干擾。過(guò)程控制處理機(jī)主/備處理機(jī)之間的切換有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致干擾。另外，大功率的無(wú)線電通信設(shè)備如手機(jī)、對(duì)講機(jī)等在工作時(shí)，極易造成干擾，危及系統(tǒng)運(yùn)行。
根據(jù)以往的DCS使用檢修維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了DCS常見(jiàn)故障，希望可以幫助更多在DCS維護(hù)方面欠缺的儀表人。
