陈松旭
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摘要：在DCS控制系统之中，其控制中枢是电脑，其桥梁是互联网，它利用过程的监控去实现有效率地控制多种工业设备，并且进一步完成有效控制生产的全过程。运用了多项技术，比如说计算机、多媒体以及网络通讯等多种技术。有着很多特点，可以给予通讯以及人机界面多项不一样的功能。针对网络这一节点，DCS的网络应该是控制系统的中枢神经，并且该网络有着很强的安全系数，可以全面保证设备安全。与此同时，引进双冗余的控制系统技术。在该系统运行的过程之中，如果某环节中的关键控制单位出现了故障，一贯做法就是将有关的冗余单位快速转移到别的程序部里，以此确保该单位的安全。
关键词：工业自动化；DCS系统；应用
引言：
DCS控制系统由于自身具有的自动化、安全性等方面的优势，使其在工业生产中的应用越来越广泛。具体的实践中，诸多因素能够对该系统的顺利运行产生影响，造成故障，因此，工作过程中，应当仔细观察故障特点，合理选择检测方法，利用这种方式来不断降低故障范围，从而找出其所在位置及其具体的根由，在此基础上，提出有效的解决措施。同时，还应当做好平时的维护工作，最大限度地降低故障发生的概率，确保系统处于良好的状态。
1.DCS系统的结构图及应用
一般地来说，DCS的结构图是以计算机网络为基础，并且连接在网络上的三类节点—面向被控过程现场的现场I/O控制站、面向DCS监督管理人员等的工程师站。具体如下图所示。具体分析来说是，现场控制器部分是用来控制现场所有的设备，在工作原理上采用DDC运算能力，同时还可以对那些稍微复杂的功能进行控制，而它的数据采集是由微型计算机、输入通道和输出设备等组成并进行数据处理。在它的采集过程数据中是用来显示、记录、分析处理和打印制表。而如图1所示中的操作员站是特别为操作人员进行提供的一个人机界面，确保操作员及时了解现场运行状态、运行参数，并可通过输出设备让操作人员方便快捷的了解设备故障信息。同时还可以对历史数据进行处理，调用历史数据库完成运行报表等。并用于完成上述功能的软件，包括趋势显示、历史数据库存储、事件记录打印和报警处理。工程师站是采用通用微型计算机工作站进行离线配置和组态。在实际工作中，它第一时间会把相对应的模块调到显示器屏幕上，最后再进行有关特殊规定进行逐一的填写。在这方面的操作时应该注意的是当用户需要变更控制方案时，我们不必改变接线，只要重新组态即可。说起组态的措施具体为：首先要建立一个目标工程。在正式应用组态前，在此工程名称的基础上就会自然形成工程数据目录。这个确定好以后再确定测点清单等内容，比如说IO单元的配置及测点分配等。在系统组态设备方面，我们可以采用图形方式，因为系统网络上连接的每一种设备都是与某个基本图形对应的。
2.基于ARM分布处理单元结构的设计
该结构包括以下几个模块：电源管理、存储器、上层网络模块等。实质而言，它主要涉及到2个方面：也就是控制器与存储模块。其基本机制：上层网络模块具有冗余网络与主/冗余分布处理单元数据交换的网络，另一方面，下层网络模块主要包括2条485网络。
3.常见故障及处理措施
DCS属于工业化自动化的中枢神经，将维护工作做到位，第一时间发现并迅速将故障排除，对确保生产顺利进行起着非常关键的作用。
3.1软件故障及其处理措施
这种故障主要是从应用软件而来。比较常见的故障包括兼容性不高、不能进行下装等，及软件缺陷引起的问题。具体讲，对于DCS系统，其软件大体上包括操作员站、服务器、组态与工程师站等各种软件。它们具有不同的功能，同时也具有各自的特点，一般其服务商不同，有时候相互之间将形成冲突，最终使得系统无法正常工作。软件故障的具体解决措施如下所示：首先，测试燃具的兼容性，通过这种方法来将兼容问题排除；其次，检测下装软件，检查是否具有该类问题；再次，应当制定软件使用管理体系，同时在实践中逐渐进行优化，通过硬性的制度来进一步规范软件使用，降低由此造成的故障[1]。
3.2操作故障及其处理措施
该故障的主要特点是设备频发死机，或不接受指令，不能顺利操作等。上述故障形成的原因涉及到下面几方面：首先，电脑方面的因素，例如，受到病毒侵袭使得电脑或者网络运行迟缓，或者是由于电能性能相对较低，无法承担繁重的任务，使其反映缓慢；再次，MCU的容未正确设置量，或长时间未清理电脑机箱，造成风箱故障或者内存卡接触不好等。上述问题均会造成电脑的死机和蓝屏。如果想处理该类故障，应当将平时的维护工作做到位，具体包括以下几方面：首先，应当科学选择杀毒软件并进行安装，经常进行杀毒处理并尽快对病毒库进行更新，以充分保障电脑工作在安全的环境中、其次，MCU容量应当合理设置，防止其容量太高或者太小[2]。
3.3干扰因素
干扰因素DCS控制系统在操控过程中会传达下大量的指令信息，其中还涉及到各种数据信息。一旦通讯过程受到了一定的影响，比如电磁绕组影响模拟量，或是通讯设备受到各种因素的影响等，在出现这一情况问题时，就会影响设备的正常运行状态，导致通讯设备失灵。为了能够有效解决这一问题，需要对设备实际接地状态进行详细检查，增加设置相应的滤波设备，利用这种形式降低变频器内的载波频率，消除外界因素的不良影响。随着信息技术的发展，DCS控制系统也逐渐朝着智能化、开放化和集成化的方向发展，创建了一种开放式的信息系统，和相关管理信息紧密联系起来，实现全数字技术，并发展成为一种新型的DCS控制系统。在管理过程中应该做好DCS控制系统的维护工作，促进系统的稳定运行。在实际操作过程中为了彻底消除DCS控制系统中的缺陷问题和异常，需要不定期地实施检查巡视。首先需要检查操作员站、电源、通信网络等单元的运行状态，激活其它的冗余设备。此外还要保持DEH系统和DCS控制系统之间的同步性。
结论：
简而言之，当前，DCS控制系统之中主要应用各种冗余技术，这个系统具有诸多方面的优点，例如，具有较高的安全性，灵活控制，以及相对较强的管理学等，因此，该技术的应用普及。根据生产状况研究其结构图及应用，提出了基于ARM分布处理单元结构，在此基础上，对该系统的维护进行了详细的探讨[3]。
参考文献：
[1]张靖宇.基于DCS与现场总线集成的管控一体化系统的设计与实现[D].山东大学，2017.
[2]杨剑.DCS控制系统及发展趋势[J].贵州化工，2018（02）.
[3]朱平.基于DCS的热媒炉控制系统的设计[D].南京理工大学，2017.
论文作者:陈松旭
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
标签：控制系统论文; 故障论文; 系统论文; 组态论文; 设备论文; 冗余论文; 网络论文; 《防护工程》2019年10期论文;