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摘要：DCS控制系统，也称集散控制系统。它是相对于集中式控制系统而言的一种集散式控制系统，它以通讯网络为纽带，具有多级计算机系统，由过程控制级和过程监控级组成，综合通讯、计算机、显示和控制等4C技术。随着社会的发展，DCS控制系统的应用越来越广泛，其发挥的作用也越来愈大。但是，由于种种因素的影响，导致在这一系统应用的过程中还存在着一些故障，严重影响了我们的生产。基于此，本文就DCS系统故障识别及处理展开讨论。
关键词：DCS控制系统；应用；故障；处理
1、DCS控制系统
所谓DCS控制系统，也就是集散控制系统，是以计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术为基础发展而来的新型过程控制系统。这一系统主要作用在于分散控制的危险性，对管理及显示功能进行集中，并将现场比较分散的控制对象通过一些方式集中到控制使中进行监视和控制，因此，这一系统可以帮助我们降低控制的成本，提升控制的自动化。对于DCS控制系统来说，它既可以对监控数据进行管理和显示，也能够对进行过程控制、数据采集，因此其在当前的工业发展中获取了很大的应用。在DCS系统正常工作的情况下，其安全性非常高，处理的数据量也非常大，能够实现在线优化、实时调度、统计管理等功能。因此在石化、冶金以及电力行业中有着非常广泛的应用。
2、DCS控制系统的特点
2.1DCS系统配置灵活多变
DCS系统在软硬件组态过程中，通过不同流程应用对象来实现软件的组态，简单而言就是确定控制信号与测量及它们之间的连接关系，而控制所需要的各种监控和报警画面，是通过控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形来实现的，这就简单而直接地实现了所需要的控制系统。
2.2DCS系统的工作站具有相互协调性
DCS系统中的工作站具有一定的相互协调性，工作站之间通过网络来实现信息和数据的传送，以达到信息的工序及工作的协调，因此在优化处理方面具有一定的优势。另外，DCS系统维护相对简单。由于DCS系统采用分散结构，每台计算机都有特定的功能，因此对故障的检测和维修都相对简单。
2.3DCS系统控制功能相对开放
DCS系统控制程序采用任务运行方式，每个任务都可以预先设定运行优先级及运行周期，因此，不仅能实现复杂调节回路的愿望，还能实现开关量的快速控制。其设计也采用系列化的设计，各台计算机可以采用局域网的形式进行通信并实现信息传输，当需要改变其传输方式、系统功能及需要扩充之时，可以直接增设计算机台数，并且简单而方便的连入系统通信网络，如果需要卸下部分计算机，也是同样的道理，根本不会影响到其他系统的正常运作。
3、DCS系统故障诊断
DCS系统一旦出现故障，正确分析和诊断故障发生的部位和原因是当务之急。故障的诊断是根据经验、发生故障的环境和现象来确定故障的原因和位置．根据平时在工作中对系统故障处理的经验和方法，对DCS系统故障诊断一般可按如下步骤来进行：（1）是否为使用不当引起的故障。这类故障常见的有供电电源故障、端子接线故障、模块安装错误、现场操作错误等；（2）是否为DCS系统操作错误引起的故障。这类故障常见的有某整定参数整定错误、某设定状态错误造成的；（3）确认是现场仪表设备故障还是DCS系统故障。若是现场一次仪表故障，修复相应现场仪表或更换一次仪表；（4）系统故障，应确认是硬件故障还是软件故障；（5）硬件故障，则找出相应硬件部位，修复或更换硬件模块；（6）系统软件有故障，可重新启动，看是否能恢复正常或重新装载系统软件。重新启动后若不能恢复，则与系统管理人员或联系系统厂家解决；（7）应用软件故障，可检查用户编写的程序和组态的所有数据，找出故障原因；（8）利用DCS系统的自诊断测试功能。DCS系统的各部分的设计有相应的自诊断功能，在系统发生故障时，一定要充分利用这一功能来分析和判断故障的部位和原因。
4、DCS系统故障识别及处理
4.1由现场仪表设备故障引起的故障及处理
现场仪表设备包括与生产过程各种变送器、各种开关、执行机构、负载及各种温度测量元件等。现场仪表若发生故障，直接反应在DCS显示画面上，如模拟量的数据无效等，影响DCS系统的控制功能及操作人员对工艺参数的监视，从而给工艺操作带来一定困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在目前的DCS控制系统故障中，这类故障占绝大部分，这类故障一般是由于仪表设备本身的质量和寿命所致。
由现场仪表设备故障引起的故障处理：此类故障比较直观，在判断和处理上也相对容易。对这类故障的处理要求维护人员对常规仪表的故障处理比较熟练，以保证故障处理的及时性及准确性。通常在DCS的端子机柜检查进入DCS系统的信号，就可以发现故障点是现场还是DCS系统故障，DCS维护工具应具有提供标准信号功能，维护起来可以事半功倍。由于这类故障属于单点故障，对工艺影响不大，维护人员只须了解DCS的结构并常规按仪表处理即可。例如联锁阀阀位反馈信号无显示、现场变送器故障等。
4.2硬件故障及处理
DCS系统根据各硬件的功能不同，其故障可分为人机接口故障和过程通道故障。人机接口由多个功能相同的工作站组成，其中一台发生故障，只要处理及时，一般不会影响系统的监控操作。过程通道故障发生在就地I/O模件或一次设备时，会直接影响控制或监视功能，因而后果比较严重。（1）人机接口故障。人机接口故障常见的有鼠标操作失效、控制操作失效、操作站死机、键盘功能不正常、打印机不工作等。（2）过程通道故障。过程通道故障主要有：模件本身长时间工作，元器件老化或损坏、模块与底座接插不严密、拨码开关错误、通讯线接线方向错误及终端匹配器未接、硬件接线与实际信号要求的不一致、机柜内电源输出不正常、外部信号接地或强电信号窜入卡件、接线问题包括信号线接反、松动、脱落等、过程通道保险损坏、模件底座通讯回路故障。
硬件故障的处理：确保硬件运行环境符合相关标准和制造厂家的规定。主/从DPU之间在机组运行时，尽量不要进行人为切换，以防产生干扰。确保日常维护和检修过程中防止静电感应、接地不良，并确保DCS运行环境的良好，并严格按照要求进行系统检修、维护管理。当发生冷却风扇等部件故障时，要及时处理，防止故障扩大。电子间、工程师站等重点部位，应绝对禁止使用大功率无线电通信设备。特别是机柜柜门平时应该关闭，防止干扰源对DCS模件的影响。在机组运行时，应避免打开机柜检查设备时使用手机、对讲机等无线电通信设备。DCS系统使用的UPS电源或保安电源，都必须保证其电压的稳定可靠。重要硬件应冗余配置，避免出现重要硬件出现故障带来严重后果。同时，加强设备检查，发现硬件故障要及时处理或采取必要的防范措施。重复性的硬件故障应及时与生产厂家沟通，发现有质量问题的硬件要通报处理。
4.3软件故障及处理
这类故障是软件本身所包含的错误所引起的。软件故障又分为系统软件故障和应用软件故障。系统软件是DCS系统所带来的，若设计考虑不周，在执行中一但条件满足就会引发故障，造成停机或死机等现象。此类故障并不常见，应用软件是用户自己编定的，在实际工程应用中，由于应用软件工作复杂，工作量大，因此应用软件错误几乎难以避免，这就要求在DCS系统调试及试运行中十分认真、仔细，及时发现并解决。
软件故障主要表现为以下几个方面：主/从CPU组态信息不一致、数据库点组态与对应通道连接信号不匹配、由于网络通讯太忙引起系统管理混乱、打印机不打印等、算机加电后，硬件板级故障、一次元件更换后，相关的变量参数设置不符、设备不工作，或系统工作但显示的对应测点值不正确、系统输出不能驱动现场设备等。若出现软件故障，还应确定是系统软件故障还是应用软件故障。1）若系统软件有故障，可重启动看是否能恢复正常或重新装载系统软件，重新启动后若不能恢复则与系统管理人员或系统厂家联系解决。2）若应用软件故障，可检查用户编写的程序和组态的所有数据，找出故障原因。
5结束语
做好DCS控制系统常见故障的处理是一项非常重要的工作，但在实际的操作中，由于涉及的内容比较多，因此难度还是存在的。基于此，我们要加强这方面的认识，及时用专业的知识去判别并排除存在的异常状况和一些故障，及时找到故障解决的办法，进行处理，并且还要不断提升自身的技术水平，这样才能真正做好这一工作。
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论文作者:顾庆江
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/15
标签：故障论文; 系统论文; 控制系统论文; 硬件论文; 功能论文; 现场论文; 软件论文; 《电力设备》2017年第20期论文;