DCS系統管理與實踐

胡天南

【摘 要】集成電路是DCS系統的主要組成部分，在長期運行過程中會受到溫度、電磁、濕度、粉塵、氧化、電源干擾等不利因素的影響，會使DCS系統各個部件發生老化以及失靈的現象，會對整個系統造成影響。所以為了確保系統穩定運行，必須要加強DCS系統管理。因此，本文主要介紹DCS系統管理的重點環節和部件，并提出DCS系統的管理與實踐，旨在保證DCS系統健康穩定運行。

【關鍵詞】DCS系統;系統管理;管理與實踐;穩定運行

中圖分類號： TP273 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）03-0235-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.098

0 引言

集散式控制系統（DCS系統）主要以現代計算機技術為基礎，運用相關算法以及高新技術，對生產過程進行集中管理與操作，并且對關鍵部件實現分散控制。從DCS系統結構來說，該系統是一個基于多層信息網絡的縱橫分散控制系統，雖然全長規模以及控制部件眾多，但是DCS系統能夠把這些系統連接起來，并進行數據采集與傳輸，讓不同的信息經過轉換后能夠共建共享，完成管理、控制和決策。在系統運行過程中，不可避免地會受到一些不利因素的影響，因此對DCS系統進行管理與實踐顯得至關重要，并且具有現實意義。

1 DCS系統管理

1.1 硬件管理

1.1.1 過程通道

I/O模塊在過程通道中是容易發生故障的模塊。當I/O模塊發生故障時，一般系統經過自我診斷就能進行故障排查，當發生這類問題是相關技術人員通過更換配套模塊即可解決。對于工廠的工作人員來說，很難判斷模塊中的哪些故障導致了模塊的異常工作。原則上，當I/O模塊發生損壞，該企業應該第一時間通知生產制造商或者經銷商，讓其配備專門人員進行售后服務，因為企業維修人員對這樣高精密的儀器技術水平可能達不到相關要求。再者來說，生產商為了保密該項技術，I/O模塊一般不能進行直接拆卸，是與其他模塊一體的。通常I/O模塊在調試和運行的初期，由于設備本身的質量問題和人員操作的問題，會產生許多異常情況。一般來說，經過一段時間的系統運行，設備的運行狀態將逐漸穩定。

1.1.2 就地設備

當就地設備發生故障時，一般按企業內常規故障處理方式進行處理。由于圖像不能完全顯示，因此當控制設備發生故障時，操作人員很難及時檢測到，只有當設備出現異常或發出警報時才會發現，這對企業運營管理人員的工作經驗和技術水平提出了更高的要求。因此，操作人員應細心分析設備發生故障前后的基本狀態，以便能夠準確、快速地處理故障。目前，雖然DCS系統基本實現各個部件的熱插拔，但是在系統運行過程中，不在緊急情況下不要進行熱插拔。在進行系統管理與維護過程中，操作人員必須穿戴勞保用品，對就地設備進行維護與管理。

1.1.3 操作員站設備

設備在運行過程中由于受不可知因素影響，有可能會出現設備失靈及死機現象，此現象出現與系統無關，因此首先要檢查相關硬件設施設備。導致設備失靈的原因很多，如內存條松動、硬盤有壞道、冷卻風扇運轉失常等，當然有時也會發生人為事故。通常在修改邏輯控制、重新啟動系統或下載軟件時，容易發生操作故障，從而導致設備的異常操作或設備系統的癱瘓。因此，工作人員應認真規范操作，相關系統管理人員要不斷進行規章制度的教育工作，將相關工作落實到位。

1.1.4 鼠標及鍵盤

由于鼠標的發明和使用的普及性，大多數操作都是通過鼠標完成的。鼠標發生磨損的可能性較大，并且高頻次的經常性使用，會加快鼠標的損壞，所以必須有幾只鼠標備用。當鼠標指針失靈時，應及時重新啟動計算機，如果鼠標指針仍然失靈，應立即停止使用并更換新鼠標。鍵盤故障主要是由于鍵盤觸點、連接線以及接口問題，用新的鍵盤替換舊的鍵盤可以很容易地處理它。鼠標鍵盤硬件的管理較為簡單，但是也不容忽視其重要程度。

1.1.5 電源

隨著科學技術的不斷發展，電源技術也是更新換代較為頻繁，DCS系統發生該故障越來越少，可能出現的主要問題是插頭與插座接觸不良。因此為了徹底杜絕此類現象的發生，盡量使用空氣開關，并定期對空氣開關進行檢查。電源硬件發生故障的頻率最低，但是一旦發生斷電會對整個系統造成重大影響，所以要對電源就行重點管理。

1.2 軟件管理

（1）電子設備受環境溫度、電磁、濕度、振動、氧化的影響很大。因此，要保證DCS主控室的環境條件不會對設備及系統產生硬性，這樣可以讓其發揮較長的使用壽命，有效保證了系統的安全運行。相比之下，就地設備的工作環境相對較差，采取有效措施改善就地設備的運行環境，同樣對提高系統和設備的使用壽命具有重要的現實意義。

（2）嚴格執行工作票制度。在維護和修理某個運行設備時，要有規范的隔離和保護措施，防止在維修過程中發生人員傷亡的事故。

（3）應用軟件以及系統收集的數據要進行及時備份。如果數據庫被修改，為了確保數據的安全性，要將相關重要數據拷貝出計算機，以防丟失。

（4）功能測試和軟件檢查。為了認真測試軟件的功能，按照設備說明逐級檢查各層的權限，對DCS系統軟件和應用軟件要進行規范化管理，必須按照審批授權制度進行軟件的更新和升級。責任人。在系統軟件或者應用軟件更新和升級之前，要備份后才能進行此項工作。禁止在DCS系統上下載不安全軟件以及其他與系統無關的軟件。要經過相關人員準許后才能插入移動磁盤，并且系統要裝載防毒軟件，防止系統被惡意入侵。

（5）當操作站發生故障時，應及時調度運行正常的操作站進行階梯，并可以快速地對系統故障進行分析和現場處理。如果不能排除異常，應根據現場實際情況果斷處理。當同一故障發生在系統的各個監測站時，要及時向上級部門報告并且關閉設備，并要求廠家到事故現場及時檢查和修理。

1.3 人員管理

1.3.1 人員培訓

規范相關人員的培訓和學習。維護人員要對系統的硬件和軟件組成有清楚地了解，并且熟悉網絡拓撲結構以及相關系統軟件和應用軟件的使用方法，熟練掌握各種儀表布線方式，現場儀表發生故障時能夠及時排查診斷;操作人員要熟悉DCS系統的操作界面，熟悉記憶各類生產控制指標，熟記歷史趨勢曲線存取，對工藝及設備各項指標超限時能夠及時反應并進行處理。

1.3.2 巡回檢查

要求每天至少檢查一次計算機房。巡視檢查工作主要包括：詢問操作員是否有警報，各項指標是否在正常范圍內，系統操作是否無卡頓現象;計算機房是否有氣味和噪聲;觀察系統的操作歷史和報警記錄;測試機房溫度是否正常;檢查滅火器擺放及使用是否正常;檢測空氣開關處溫度是否在正常范圍內;觀察機房墻體密封是否完整等。將檢查檢測結果一一記錄，并及時向上級匯報檢查情況。

1.4 停機管理

（1）檢查并擰緊各個連接段。經過調查有因為DP總線接頭沒有擰緊導致模塊離線的現象。

（2）檢查接地線。擰緊各種接頭和螺絲螺母。

（3）除塵。包括系統控制柜、主機和操作站等主要部件，一般使用空氣將灰塵吹出。

（4）數據庫修改和下載。

（5）系統備份。要對系統的組態文件進行備份，將其數據拷貝到移動硬盤當中，并要妥善保管備份數據。

（6）UPS充放電試驗、空調濾網灰塵清理。如果條件允許，可以清潔外空調機組。

（7）查殺病毒木馬。通常DCS系統要使用微軟的MSE殺毒軟件，眼睛使用其他品牌的殺毒軟件，雖然在電腦操作系統中會經常用到各種各樣的殺毒軟件，但其安全性以及可靠性得不到保障。

（8）通道點檢。通常，所有信號模塊的所有通道都不可能全部測試，所以要隨機采樣，并用高精度標準儀器將信號輸入通道，上位機應該是正常狀態下指示參數，并按照規范認真填寫DCS確認表。

（9）冗余切換測試。其中包括電源、控制器、服務器、網絡的冗余切換。我們通常用來模擬最壞的情況，如電源故障和硬件損壞，以便測試：對于電源系統，UPS電源和工廠電源開關分別被切斷時的狀況。在開關測試時，應仔細觀察系統電源、系統控制柜、系統網絡、互供電源、服務器在不同狀態下的運行情況，檢查監控數據能否正常刷新，檢查操作指令的發送以及執行是否正常，并對上述檢查結果進行詳細記錄。

2 DCS系統管理常見問題及解決辦法

2.1 無故監控畫面退出

造成這一問題的主要原因是硬件和軟件的兼容性差，物理內存和虛擬內存在長時間運行條件下導致空間的減少或不足，最終使系統自動退出;還有一種可能是系統硬盤碎片較多，導致空間不足，在讀取文件時需要耗費大量時間進行搜索;此外還有就是人為因素導致，操作人員操作不規范致使監控系統自動退出。針對以上監控畫面無故推出的產生原因，我們要及時清理空間內存，及時刪除系統運行產生的垃圾文件，嚴格規范操作人員的操作規程，減少人為不可知因素。

2.2 組態文件丟失

主要原因是系統長時間運行，備用鋰電池已經沒有充放電功能，電池失效，配置數據可能丟失。為解決這一問題，要定期檢查電池使用壽命，并進行及時更換。

2.3 通信故障

主要原因是系統是基于以太網，當使用用戶增多時，分配到每個用戶的可用寬帶流量減少，導致網絡負荷量較大，會發生信息傳輸的沖突和堵塞，對系統運行產生嚴重影響。為了解決這個問題，需要對DPU硬件通信卡進行升級，優化通信協議和網絡交換機。

3 結語

沒有DCS系統總是安全穩定的，同樣也沒有解決方案是完美一勞永逸，對DCS系統出現的各種情況要及時做出反應，在日常工作中要重視DCS系統的管理工作以及維護工作。時刻保持清醒頭腦，保持積極地工作熱情。一時的疏忽和運氣往往導致災難。善于思考，善于總結，提高安全意識，提高業務能力，保證管理工作有條不紊進行，進而使DCS系統健康穩定運行。

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