DCS在工業自動化中的應用研究

符國誼

[摘? ? 要]DCS配置靈活，可實現設備的分散控制。近年來，它在工業生產領域得到了廣泛應用。然而，在實際運行中，由于內部軟件、硬件和外部環境的影響，DCS會出現一些故障，影響系統的正常運行。文章分析了工業自動化控制DCS故障診斷的過程和方法，結合常見故障總結了系統維護技術，以期為相關人員提供參考。

[關鍵詞]DCS;工業自動化;應用

[中圖分類號]TP273 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）04–00–03

Application of DCS Control System in Industrial Automation

Fu Guo-yi

[Abstract]DCS system has flexible configuration and can realize decentralized control of equipment. In recent years， it has been more and more widely used in the field of industrial production. However， in actual operation， due to the influence of internal software， hardware and external environment， DCS system will have some faults， which will affect the normal operation of the system. This paper analyzes the process and method of fault diagnosis of industrial automation control DCS system， and summarizes the system maintenance technology combined with common faults， in order to provide reference for relevant personnel.

[Keywords]DCS control system;industrial automation; application

隨著我國科學技術的發展，工業生產領域的自動化程度越來越高，一些高科技含量的設備投入越來越多，這些設備運行參數復雜，需要功能更加完善地控制系統監控其運行。在工業自動化控制中，DCS的廣泛應用讓自動化控制的可靠性越來越高。但由于DCS運行的環境復雜，加上系統本身的軟硬件組成復雜，難免會出現一些故障。為了更好地發揮DCS在工業自動化控制中的作用，需要加強對系統的維護，總結其在運行中常發生的故障類型，并結合生產實踐，針對性地采取科學措施進行系統維護，確保其穩定運行，更好地發揮控制功能。

1 DCS概述

1.1 DCS及其發展趨勢

相關技術人員將現代化計算機數據高速處理技術融入DCS中，使該套系統獲得了極強的運算能力，能夠針對工業生產的各類設備運行狀態以及生產細節問題進行精準化監管，同時還能完成微型計算機內部數據模塊內容的提取以及各類數據信息運算，分析儲存等工作。在實際開展工業生產期間，在該套設備的有效監管下，工作人員能及時地對生產設備的運行狀況以及生產工作的開展情況精準快速地掌握，有效地將各類設備的運行參數提取出來。隨著現代DCS的不斷完善，其功能模塊也會更加豐富，整體界面風格也會更加簡潔，在人機界面交互的過程中，便于工作人員的操作和處理。一旦發生機械設備的故障，DCS會第一時間進行報警定位故障位置和診斷故障產生的原因，為后續維修工作提供相應的處理策略參考，減少機械設備故障問題對于工業生產產生的不利因素。

1.2 DCS結構

DCS的開發企業，通過將計算機網絡技術融入控制系統中，使控制工作更具實效性以及整體性，面對各類數據分析工作以及數據傳輸工作，能展現出極高的工作效率以及基本穩定的工作表現，可促使現代化工業生產工作逐步實現遠程精準操控目標。同時，DCS的網絡信息技術的合理運用DCS計算機網絡技術的合理運用，也讓相關技術人員能夠對控制系統的功能性進行擴展，數據處理能力不斷提高。在實際開展工業生產控制工作的過程中，工作人員僅需在人機交互界面的顯示屏上進行功能模塊的選取，便能完成各類控制命令的下達，還可結合工業生產的具體需求，不斷對功能模塊進行規范和擴展。因此，為了滿足現代化工業生產不斷發展以及愈發創新的行業背景，相關技術人員要推動DCS全面匹配的應用工業生產領域中，為我國現代化工業生產提供技術支持和保障。

2 DCS常見問題及應對措施

2.1 軟件設備

在各類系統長時間運行和計算的過程中，其軟件設備就不可避免地會出現故障，這些故障會兼容性較低，而無法下載和安裝其他功能等。詳細來說，DCS正常應用期間，其軟件設備內容中會包含工程師站、組態、操作人員站、服務器等項目，結合不同DCS組成部分，燈光工作人員會將各個設備的應用價值充分發揮出來，完善DCS的功能性以及兼容性，使其在面對各類控制任務時都能游刃有余的完成。但因為各個控制系統軟件組成部分具備各自的功能性，所以其軟件的服務商也往往不盡相同，會導致個軟件在實際應用的過程中會出現不兼容問題，使整個DCS無法正常持續運轉，甚至還會出現系統癱瘓的問題。為了解決軟件設備產生的不利影響，DCS的技術要不斷對軟件進行優化和調試，提高各個軟件部分的兼容性和匹配性，有效避免因兼容不足問題而帶來的沖突問題，讓軟件的應用更加科學規范，也能避免管理機制的缺陷導致軟件設備故障問題的產生。

2.2 操作過程

一旦DCS在持續操作過程中發生故障，其故障的表現形式會極為復雜。其表現狀況通常會呈現出操作異常、運行異常、系統死機等狀況，而這些異常故障會對工業生產的高效推進造成阻礙。如果造成故障的主要原因是計算機系統受到了病毒攻擊導致的網絡延遲或者系統功能無法正常運用。其次，當系統中MCU容量的設置不科學，或技術人員未能對系統機箱進行定期清理，從而增加了系統內存的占用量，機箱內部的各個零部件接觸不良問題和風箱故障問題，都會導致操作系統產生故障。一旦DCS出現內部故障，其操作界面就會顯示藍屏以及系統死機，在此狀況下就要針對各類問題的產生原因進行一一排查。為了避免DCS控制系統在實際操作的過程中出現故障，系統維護人員就要定期進行維護管理，安裝合理有效的殺毒軟件，定期對系統進行木馬病毒的查殺和清理使系統能夠在安全的網絡環境下持續運營，還要對MCU容量進行科學合理的設置，避免出現MCU容量過高或者容量較低等狀況，誘發操作系統的故障。

2.3 干擾問題和解決策略

在工業生產中進行DCS操作，必須要下達各類指令，而指令需要經過系統的傳輸設計。如果在信號通信的過程中受到了阻礙，如變頻器對通信信號造成干擾或者電磁繞組干擾了模擬量，設備的運行就無法持續開展，所下達的各類指令也無法傳輸到設備中。針對此問題，相關工作人員在維護工作中要加大檢測力度，保持認真的設備檢查態度，為其設置濾波器，降低變頻器載波頻率，避免其對DCS造成不必要的信號干擾。

3 DCS在工業自動化中的應用維護

3.1 制定科學合理的維護計劃

隨著近年來我國工業生產領域DCS控制技術的不斷推廣及全面應用，其應用成熟性也得到了大大的提高，DCS的用戶量也在持續增長。而為了有效提高DCS的應用效率，發揮出該套控制系統的最佳價值，工作人員要結合系統的實際運行狀態，制定出科學合理的維護方案，有效降低故障問題的發生概率，保障系統運行的安全性、穩定性和高效性，為工業生產做出巨大貢獻。

3.2 加強故障檢測方法的創新

針對各類故障的檢測方法，需要相關技術人員對其進行優化和創新，大幅度提高故障的檢測效率以及故障判定的精準度，及時找出故障的位置，從而采取處理策略讓工業生產故障問題帶來的不利影響降到最低。首先，應用DCS當中的信息檢測方法，在控制系統中安裝信息收集裝置，在其運行的過程中便能將大量的信息收集和存儲，再使其與其他標準信息做對比，一旦發現某項數據超出了合理范圍，收集器便會自動向中央控制器進行故障預警，管理人員便可迅速開展DCS運行狀況的監管工作，同時包括電子探測儀器的檢查工作，讓相關工作人員及時了解、掌握和解決DCS中的故障。

3.3 創新維護人員的維修模式和檢測故障法

現代化DCS的相關工作人員要轉變傳統的設備維修模式和設備養護理念，不斷強化各類設備檢測維修頻率。在日常的檢修維護工作中，要保持積極的工作態度，及時發現工業自動化控制DCS當中存在的隱蔽故障隱患，隱蔽故障隱患能夠得到良好的控制，避免故障帶來的不良影響和經濟損失，對控制系統進行主動維修工作，還能讓工業自動化控制DCS各個零部件應用壽命進一步延長，降低設備資源的損耗，提高企業的經濟效益。DCS的維護工作，需要相關維護人員創新自身的維護思維，提升維護工作效率，打造完整的維護計劃和維護方案。為了不斷提高DCS的維護質量，相關工作人員可引進創新檢測故障技術，對各類可能發生的新型故障做出良好預防。傳統的故障問題檢測方法，已經無法解決現代化DCS的維護問題，相關工作人員要不斷創新故障檢測工作的各項策略。例如，借助信息收集進行檢測工作的電磁檢測法，技術人員會在控制系統當中安裝信息收集器，分級別的收集各個控制環節的信息內容，如果系統收集信息內容和系統標準信息出現不符狀況，中央控制器就會接收到收集器的信息反饋，工作人員便可了解到DCS的異常問題。合理地運用電子控制法，技術人員便可借助電子探測設備，對DCS的整體運行狀況進行全面了解，一旦電子探測設備發生故障，工作人員就會接收到系統的反饋信息。而為了提高DCS故障問題的檢測效率，及時發現隱藏故障問題，并快速將其解決，相關工作人員就要高效的運用故障檢測法，而現場維護人員的工作水平也直接影響著DCS的維護質量。因此，DCS維護工作人員提升自身的維護技術水準，定期參加DCS維護知識培訓活動，確保自身能夠妥善的應對各類DCS故障問題，針對其問題及時找出故障的發生原因，并采取有效措施將故障解決。另外，還要對維修人員的維修技能水平不斷提高，豐富其故障問題的維修知識儲備，并對其進行故障問題的實踐操作訓練，規范其維修方法。只有具備專業技術能力的維修工作人員，才能更好地開展維修工作，讓DCS得到精準高效的維護。

3.4 優化通信網絡

結合我國目前的DCS故障問題排查流程以及排查策略，相關工作人員需要對其故障的發生原因以及產生部位進行確定，隨后對故障做出針對性的檢修工作。結合當前DCS的應用模式，相關工作人員在對其進行維護工作的過程中，要始終把控DCS主控系統以及和主控系統相連接設備的通信負荷率。針對通信負荷力的維護工作，要對其進行動態化檢測。其需要應用到網絡測試儀器，在控制工作開展的過程中定期進行通信負荷率檢測，使現場管理人員能夠時刻把控，控制系統的運行狀態。如果通訊負荷率高于合理范圍值，相關工作人員就要對控制系統的運行參數做出調整，不斷降低通信負荷率。在降低通訊負荷率的同時，還要定期對DCS的通信電纜進行維護，審查電纜是否存在老化、絕緣皮破損，整體腐蝕等問題，如果發現問題或者破損問題，就要及時更換，確保電纜質量能夠達到穩定運行的標準和要求。

4 結束語

在我國現階段的工業生產領域中，DCS的應用價值和應用空間在不斷的擴大。而DCS網絡作為控制體系中的中樞神經系統，需要相關工作人員，保障DCS操作的穩定性和安全性，同時也能結合多方面的技術優勢，實現工業生產的自動化控制，突破傳統生產模式空間上和技術上的阻礙，加快我國現代化工業生產的總體效率。為此相關技術人員要對其開展全面有效的維護檢修工作，將DCS的故障發生概率，為我國工業自動化生產提供技術支持和保障。

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