DCS系統常見故障分析

胡天南

摘 ? 要：隨著DCS系統的飛速發展，其安全性、可靠性以及簡便性逐步得到了提升，因此在我國各個行業得到了廣泛的應用和推廣。本文主要介紹DCS系統常見故障以及處理方案，從DCS系統故障診斷流程入手，提出該系統故障的防范措施，旨在推進DCS系統的安全健康運行。

關鍵詞：DCS系統 ?常見故障 ?診斷流程 ?防范措施

中圖分類號：TQ056 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0149-02

分散控制系統（DCS）其本質上是一種基于計算機技術的綜合的高新科技產品，系統結構組織龐大，應用的學科領域較多，其中包括信息技術、通訊技術、網絡技術以及控制技術等。目前，DCS系統已廣泛應用于核電自動控制領域。雖然它在應用過程中能夠發揮比傳統控制系統更加顯著的優勢，但是該系統也會發生故障以及存在一定的缺點，如果不能及時診斷定位和處理發生的故障，將會影響整個生產工藝，并且會對生產過程造成嚴重的安全威脅。因此，我們必須重視DCS系統的故障問題，并根據實際情況查明事故發生的原因，找到威脅系統的影響因素，以便及時采取有效措施，為DCS系統的安全使用提供良好的基本保障。

1 ?DCS系統故障診斷

技術人員在進行DCS系統故障排查和定位發生故障的部件時，需要結合發生故障的外部環境以及發生故障時系統相應的響應現象，對故障進行綜合判斷。對此我們總結DCS系統故障診斷步驟。

（1）使用不當引起的故障診斷。常見的操作故障包括操作人員失誤操作、端子布線故障、模塊安裝故障和電源故障。

（2）DCS系統運行不當引起的故障排除。相關人員在進行系統參數設定時設置錯誤而引起的DCS系統故障。

（3）故障源分析。當就地設備發生故障時，要判定是該儀器儀表故障還是DCS系統本上故障。如果是儀器儀器發生故障，則需要修理或更換。如果是系統故障，就需要下一步探討。

（4）當確定為系統故障時，需要工作人員檢查系統的軟件和硬件設施，判定是哪方面引起的。

（5）硬件故障。找出發生硬件故的具體部位，根據實際情況對硬件進行維修或者更換備用硬件。

（6）系統軟件故障?？梢灾匦聠踊蛑匦掳惭b相關系統軟件，查看故障是否解決。如果不能解決，要及時聯系相關技術人員進行處理，如果故障還沒有解決，需要聯系生產廠家。

（7）應用軟件故障。系統維護人員要檢查所有數據庫，找出發生故障的應用軟件。

2 ?DCS系統常見故障及處理方法

2.1 硬件故障

在DCS系統中，硬件和軟件是必不可少的。不同的硬件有著不同的功能，硬件發生故障其原因主要是在人機I/O接口或通道異常，工作站一般是通過接口連接，所以當某個設備發生故障時，不會對整個系統產生嚴重影響，只要問題盡快解決，就不會影響系統的正常運行。然而，就地I/O組件或主要設備的故障時你會對整個系統的監控造成不利影響，進而導致整個DCS系統運行受到影響。

2.2 軟件故障

軟件故障主要究其根本原因，還是軟件自身優化問題引起的。軟件問題經常發生在系統使用的初始階段或系統升級和配置更改之后，系統軟件和數據庫軟件經常會發生故障。系統軟件為DCS配置和工作站布局服務，而數據庫是系統的監控模塊。軟件故障的主要表現在：一是主從CPU的配置信息錯誤，導致初始化失敗;二是數據庫的中點組態與相應的信道響應信號不匹配;三是PID參數設置不正確或系統輸出故障。

2.3 電源故障

電源是DCS系統完成監控的重要保障。在DCS系統中，冗余雙電源模式是一種通用模式，它可以保證UPS故障時的連續供電，避免DCS系統發生中斷。供電端電壓連接不當、供電線路本身的阻抗值過大、供電線路布線位置不當都會發生斷電和停電現象，因此，應合理配置電源和電源布線。

2.4 操作員站離線

當DCS系統處于正常運行狀態時，操作員站會偶爾出現脫機故障。這種現象雖然發生頻率不高，也不會對生產安全和生產效益產生嚴重影響，但是離線時間大約是半分鐘，在此期間操作員站不能響應任何指令，做出的任何操作也是無效的。

2.5 控制器異常

在檢修過程中，需要服務器進行下載測試。在操作過程中，如果一個控制器中存在異常，屏幕將是灰色的，而其他控制器中運行正常無異樣。當發生此類問題時，維護人員要在第一時間內下裝存在故障的控制器，重新安裝后，控制器一般會恢復正常，屏幕將正常顯示。

3 ?DCS 系統維護及防范措施

3.1 相關準備工作

（1）工作人員要明確每個標志的含義，對系統功能和性能參數有一定的了解，比如各個指示燈的含義，在知識等變化并發出警報時能夠進行簡單故障的排查診斷。

（2）工作人員對每個模塊的功能要充分理解，包括外接線路排布、內部接線結構、數據傳輸流程等都要掌握。

（3）工作人員要深入了解DCS系統的結構，記住系統的軟件和硬件組成結構，從而在維護系統和處理故障時能夠減少不必要的時間浪費。

（4）在收集和分析DCS系統的相關數據時，不但包括硬件和應用軟件相關數據，還要包括各廠家的相關信息，以便節省系統故障維修時間，從根本上提高故障維護效率。

3.2 檢修維護系統

（1）當DPU和CPU出現死機現象時，要進行妥善處理，有效消除網絡傳輸過程中可能遇到的各種影響因素，并根據具體情況制定完善的應急措施，事先模擬可能發生的情況，以便出現問題時，我們可以根據緊急情況作出科學合理的反應。

（2）在故障修復過程中，必須做好相應的安全防護措施，這些安全防護措施需要單位強制實施，要保護維修人員安全，維修人員應該綜合考慮報警情況和故障情況，可以有效地判斷故障發生的原因。

（3）當硬件發生故障時，第一時間要進行硬件的更換，當硬件更換困難或沒有配套備用硬件時，要與技術人員聯系，要求其及時到現場妥善處理事故。

（4）在DCS故障處理過程中，必須按照廠家規定的技術要求執行，在更換卡件的過程中，必須仔細比較卡片的規格、地質和跳線，保證更換的卡件與原裝卡件一致。

3.3 日常維護管理

（1）維護人員要求經驗豐富并且專業技能過硬，以便及時有效地解決DCS系統運行中存在的問題，并更全面地了解各種設備之間的關系。維護人員需要掌握DCS系統的總體結構和設備相關知識，以便能夠第一時間作出正確判斷。

（2）相關人員在備份過程中，可以使用移動硬盤和U盤等，應著重拷貝系統數據、應用軟件數據和邏輯組態，通過備份，才能保障原始數據的完整性。

（3）維護人員要做好各個產品的審查工作，并且在規定時間內要求完成，主要是嚴格檢查產品的售后服務計劃，嚴格檢查產品密封程度，并且每日的維護管理工作也要認真完成。

4 ?結語

經過上述論文闡述，為了保證DCS系統的安全可靠運行，相關維護人員必須嚴格監督和管理DCS的設計、調試和維護等方面的工作。系統維護人員對系統運行狀態較為熟悉，要根據設備功能和性能參數提出合理的檢修與管理系統的方案，并且要制定相關的應急計劃，以便在系統發生故障時，能夠第一時間采取相應措施使損失降到最低，保證生產工藝不受到影響，能夠為DCS系統健康穩定運行保駕護航。

參考文獻

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