DCS故障那些事：如何降低不必要的損失？ ?

更新時(shí)間：2024-02-29 16:14:31　點(diǎn)擊數：60626

DCS系統是由系統軟、硬件、操作臺盤(pán)及現場(chǎng)儀表組成的。系統中任何環(huán)節出現問(wèn)題，均會(huì )導致系統部分功能失效或引發(fā)控制系統故障，嚴重時(shí)會(huì )導致生產(chǎn)停車(chē)。

至于停車(chē)……帶來(lái)的損失肯定不小。

實(shí)際上，相當多的DCS故障是由一些日常的小細節引起，在日常應用中，如果加強對這些小細節的管控，則可以避免相當多DCS故障帶來(lái)的損失。

那么都有哪些需要注意的呢？近期小編仔細的整理了相關(guān)內容，希望能對大家有所幫助。

首先大家先看一下DCS經(jīng)常出現哪些故障來(lái)源。

1、人為操作失誤

DCS技術(shù)發(fā)展到今天已比較成熟，模塊化程度也比較高，統計顯示硬件本身出現故障的概率相對較低，所以DCS自身軟硬件故障多半是人為造成的：由于配置不當、操作不當等人為因素造成的故障屢見(jiàn)不鮮。

2、信息安全

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3、電源故障

在自動(dòng)化儀表運行的過(guò)程中，一旦發(fā)生系統電源故障，就會(huì )給DCS系統帶來(lái)致命威脅。插頭接觸不良、備用電源無(wú)法自投、斷路器容量不足、自動(dòng)化儀表線(xiàn)路負載不匹配、供電線(xiàn)路事故和電路元件損壞等問(wèn)題的存在都會(huì )導致系統電源故障的發(fā)生。常見(jiàn)影響包括電源中斷、電壓暫降、過(guò)電壓、欠電壓等。電壓過(guò)高容易燒壞板卡，而電壓不足則容易導致板卡無(wú)法正常工作，出現板卡故障燈報警、信號輸出異常等現象。電源中斷直接導致DCS系統癱瘓。

4、電磁干擾

DCS應用領(lǐng)域的行業(yè)特點(diǎn)，決定了DCS系統大多處在強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，在應用中消除干擾源和提高DCS系統自身的抗干擾能力往往是不切實(shí)際的。

5、接地不良

接地不良容易導致DCS在受到電磁干擾時(shí)出現信號跳變、信號漂移，嚴重時(shí)可能導致板卡受損。

6、溫濕度影響

高溫、低溫、干燥、潮濕的工作環(huán)境都會(huì )給系統帶來(lái)巨大的影響，DCS組件容易受這些環(huán)境的影響而失效或性能降低。有實(shí)驗表明，對模擬量卡件，溫度每變化10℃，精度將降低0.1%；而相對濕度超過(guò)65%，就會(huì )在物體表面形成一層水膜，使絕緣劣化，并加快腐蝕；相對濕度太低，合成材料容易變脆、收縮、表面龜裂易于損壞。

7、影響

絕緣材料表面容易積累靜電：由于目前板卡都使用大規模集成電路，芯片耐壓性較弱，所以靜電放電可能導致板卡芯片故障。而這種損害具有一定的隱蔽性、潛伏性，容易被忽視。

8、腐蝕影響

現場(chǎng)的腐蝕性氣體，以及一些建在海邊（如核電站）受海風(fēng)腐蝕，對于DCS板卡和操作站計算機等的影響往往是致命的。腐蝕比較嚴重的工業(yè)環(huán)境，往往會(huì )造成DCS板卡和計算機主板上的電子元器件發(fā)生短路，導致設備硬件受損。

9、雷電影響

當控制室建筑物的防直擊雷裝置在接閃時(shí)，強大的瞬間雷電流通過(guò)引下線(xiàn)流入接地裝置，會(huì )使局部的地電位浮動(dòng)，如果防雷的接地裝置是獨立的，它和控制系統的接地極如沒(méi)有足夠距離時(shí)，則兩者之間會(huì )產(chǎn)生放電(反擊)，從而對控制室內的DCS產(chǎn)生干擾或損壞。

10、其他危害

包括灰塵和鼠害等，這些都會(huì )對DCS設備及線(xiàn)路造成嚴重損壞。

首先，在DCS安裝之前必須重視工程設計及施工階段的工作。如防雷電影響，接地屏蔽等，在DCS投運后對這些進(jìn)行改造比較困難，因此出現問(wèn)題后改造遠不如出現問(wèn)題之前做好相應的措施。設計上應選擇合理的接地結構，如采用等電位單點(diǎn)接地方式；施工時(shí)應參照相關(guān)標準規范使用正確的接地連接方法。

其次，一些應用中發(fā)現的問(wèn)題，應及時(shí)對現場(chǎng)進(jìn)行改造。如電磁干擾問(wèn)題，比較有效的措施是切斷干擾源和DCS之間的傳播途徑。如控制室采用格柵型屏蔽，在信號線(xiàn)纜上加裝濾波裝置，確保信號線(xiàn)纜和電源線(xiàn)纜布線(xiàn)時(shí)遵循相應的標準規范，安裝SPD裝置防止雷電浪涌侵入等。

第三，必須嚴格按照規范進(jìn)行操作。如針對靜電問(wèn)題，需要嚴格執行插拔卡件時(shí)要戴上防靜電腕帶的原因；使用專(zhuān)用的防靜電袋存放板卡等備件等。

第四，日常DCS應用中需要注意：

(1)定期對DCS系統電源進(jìn)行檢查，對于冗余電源系統要定期進(jìn)行切換實(shí)驗工作。同時(shí)對UPS電源進(jìn)行定期的切換檢查，對電池應按照要求進(jìn)行定期放電充電。定期檢查網(wǎng)絡(luò )接頭和各連接線(xiàn)是否牢固，控制柜內的各接線(xiàn)端子是否牢固可靠。定期檢查系統風(fēng)扇是否工作正常，風(fēng)道有無(wú)阻塞，以確保系統能長(cháng)期可靠地運行。經(jīng)常檢查控制單元、I/O模塊、其他模塊等的工作是否正常。定期檢查接地是否牢固，測試接地電阻是否符合要求。

(2)定期檢查控制器、計算機等的工作負荷，并注意是否有升高現象。定期檢查硬盤(pán)，并刪除零碎文件，歷史文件經(jīng)常進(jìn)行外設歸檔備份。

(3)對于DCS系統和其他系統的接口，建議在其他系統側的網(wǎng)關(guān)站上，加裝病毒防火墻，并及時(shí)更新病毒庫。同時(shí)及時(shí)更新操作系統的補丁，提高系統的安全性。

(4)在運行時(shí)，原則上不再進(jìn)行軟、硬件的改動(dòng)。

(5)對DCS系統所有的修改，無(wú)論是組態(tài)軟件、系統軟件還是文件屬性等，都應在工程師站(記錄本)有詳細的文字記錄。每次改動(dòng)組態(tài)后都要進(jìn)行把主站拷貝到副站的工作。

(6)應定期讓所有的操作員站重新啟動(dòng)一次，以消除計算機長(cháng)期運行的累計誤差。養成定期備份組態(tài)軟件的習慣，每次更新點(diǎn)目錄后應該把工程師站組態(tài)安裝目錄下的所有文件拷貝到各個(gè)操作員站的相應目錄中，否則工程師站的損壞可能會(huì )導致系統無(wú)法更新點(diǎn)目錄。

(7)DCS控制室要保證在合適的溫度、濕度、灰塵度。應定期檢查工作環(huán)境和通風(fēng)狀況，避免通風(fēng)散熱不良導致的硬件故障或硬件加速老化， 一般每一個(gè)季度應該給操作員站和DPU站進(jìn)行吹灰一次。

第五，要重視預防性維護，即有計劃地進(jìn)行主動(dòng)性維護，保證系統的穩定性。利用每次大修對系統進(jìn)行預防性的維護，以掌握系統運行狀態(tài)，消除故障隱患。大修期間對DCS系統應進(jìn)行徹底的維護，內容包括：

(1)系統供電、接地系統檢修檢查。定期檢查UPS電池容量和充放電時(shí)間，對接地極進(jìn)行接地電阻測試。

(2)在工藝允許前提下，定期對冗余電源、服務(wù)器、控制器、通訊網(wǎng)絡(luò )等進(jìn)行冗余測試。

(3)對系統卡件進(jìn)行點(diǎn)檢。徹底檢查和整理以延長(cháng)設備的壽命 。

(4)操作站、控制站停電檢修。包括計算機內部、控制站機柜、電源箱等部件的灰塵清理。

(5)對電腦軟硬件及系統進(jìn)行維護。如磁盤(pán)整理。硬盤(pán)數據備份，軟硬件測試等等 。

(6)對系統的網(wǎng)絡(luò )通信的維護，確保可靠連接。

(7)系統接線(xiàn)端子緊固，防止接線(xiàn)松動(dòng)。檢查保險端子正常。

(8)對現場(chǎng)儀表設備進(jìn)行檢修，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。

最后，一定要認真對待操作日志和故障診斷記錄。

嚴格的防范并不能徹底杜絕故障，使用中由于各種因素，故障還是有幾率出現的。那么DCS系統一旦出現故障，用最短時(shí)間準確分析和診斷故障部位和原因是當務(wù)之急。根據專(zhuān)家的經(jīng)驗，可以按照下列思路進(jìn)行排查：

(1)徹底分析癥狀，這是排除故障的基礎，需注意其他人關(guān)于癥狀的報告是否準確，最可靠的辦法是親自觀(guān)察或再現癥狀。

(2)分析故障在什么情況下發(fā)生，發(fā)生在系統調試、聯(lián)調階段，還是正常運行、預防性維護或者診斷程序的過(guò)程中。這有助于重現故障并且隔離故障。

(3)了解是否做過(guò)一些更改。若系統之前工作正常，是否做過(guò)任何更改？包括任何硬件、軟件或接線(xiàn)的更改。

(4)查看各板卡指示燈是否有故障報警的顯示。

(5)縮小故障排查范圍 可以使用標準信號發(fā)生器將標準信號（如 4～20mA信號）輸入板卡，在上位機畫(huà)面上查看信號顯示是否正確，從而確定該板卡是否正常。

(6)通過(guò)插拔板卡或使用備件替換來(lái)判斷板卡本身是否存在問(wèn)題。板卡需要支持熱插拔。注意重要板卡或非冗余板卡的插拔可能引起信號顯示或輸出異常。

(7)查看是否為暫時(shí)性或僅出現一次的問(wèn)題。如果是偶然出現，有可能系統受到了干擾這種類(lèi)型的問(wèn)題很 難追 蹤，且需要耗費很長(cháng)時(shí)間，還可能需要特殊技術(shù)和專(zhuān)用測試設備。

(8)查看操作日志和歷史故障診斷記錄。操作日志可以幫助了解故障發(fā)生前后的軟件操作情況，排查是否存在人為的誤操作；通過(guò)歷史故障診斷記錄則可以了故障發(fā)生前后其他設備是否存在異常。