探討DCS系統(tǒng)存在的安全問題

李卓然 (內(nèi)蒙古滿世能源化工有限責(zé)任公司 017000)

探討DCS系統(tǒng)存在的安全問題

李卓然 (內(nèi)蒙古滿世能源化工有限責(zé)任公司 017000)

根據(jù)對(duì)市場上的一些企業(yè)的DCS研究和調(diào)查表明，DCS在運(yùn)作中還是有許多問題需要注意，比如設(shè)備供電系統(tǒng)，如何防止雷擊，信號(hào)傳輸故障，人為的干擾，系統(tǒng)的維護(hù)等一系列的問題進(jìn)行分析和研究并且做出一定的分析說明，為從事著方面工作的人員提供一些可靠地參考和建議，希望能幫助到有需要的技術(shù)人員。

DCS系統(tǒng)；安全問題；故障；方法與建

運(yùn)用現(xiàn)代科技化的DCS技術(shù)被廣泛運(yùn)用，自從不斷推廣以來，各個(gè)地方的使用率在不斷的提高，不光是大型的企業(yè)還是小公司都非常喜歡運(yùn)用這一方案來解決問題。大型企業(yè)比如中石油，火力發(fā)電，鋼鐵制造業(yè)，輕工業(yè)等都得到很好的運(yùn)用，其他如污水治理，管道氣運(yùn)輸?shù)纫查_始嘗試這一技術(shù)來來為企業(yè)的發(fā)展贏得利潤，可想而知以后的DCS技術(shù)一定能得到健康快速的發(fā)展。

DCS技術(shù)讓企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的發(fā)展起到了質(zhì)的變化，不僅提高了自動(dòng)化生產(chǎn)的技術(shù)水平，同時(shí)還為企業(yè)帶來了豐富的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的不斷壯大提供了基石。但同時(shí)在使用過程中也出現(xiàn)了或多或少的問題，在些問題影響了企業(yè)的發(fā)展，這些問題的出現(xiàn)并不是DCS的自身問題，而是技術(shù)人員沒能夠充分發(fā)揮出DCS的優(yōu)點(diǎn)，也就是說每能快速有效的運(yùn)用這一技術(shù)，為此我對(duì)DCS技術(shù)做一個(gè)基本的闡述和講解，提供給需要的技術(shù)人員作為參考之用，希望對(duì)他們有所幫助。

一、電力供應(yīng)

DCS對(duì)于供電系統(tǒng)的要求非常的苛刻，電源是DCS能夠完美運(yùn)行的一個(gè)基礎(chǔ)保障，DCS的生產(chǎn)過程對(duì)電力系統(tǒng)要求是十分重視的，一般都裝備了自身電源，防止供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障而無法操作，在一般情況下，出現(xiàn)供電故障的主要原因都是電氣化設(shè)備的質(zhì)量出現(xiàn)問題，因此這里就不在詳談。

1.DCS生產(chǎn)應(yīng)用中的供電方式及安全分析

單項(xiàng)電源的供電方法，使用單項(xiàng)供電，這種供電的使用在不少企業(yè)里被運(yùn)用，原因是設(shè)備簡單，使用資金少，，但是一段出現(xiàn)供電不足和斷電情況，就會(huì)出現(xiàn)DCS無法正常工作。還有一些企業(yè)使用的是一個(gè)電源通過兩種路徑供電，這種方法雖然可以減少電力在傳輸過程中出現(xiàn)問題的情況但是一斷電源出現(xiàn)問題，同樣無法正常的工作，所以說還是存在許多漏洞和不足。

雙電源雙路供電方式：這種電力傳輸方法比前兩項(xiàng)要強(qiáng)，但也存在兩路供電斷電的情況，因此也不是完全的有效和完整的技術(shù)保證

一路廠用電、一路UPS的雙路單切供電方式：這種方式在一定程度上提高了DCS的供電保證，但是需要注意的是，一段一條線路出現(xiàn)問題，全部的負(fù)荷將會(huì)出現(xiàn)在一條線路上，出現(xiàn)一條線路滿負(fù)荷，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此也不是最科學(xué)的方法。

一路廠用電、一路UPS的雙路雙切供電方式：采用兩條線路自動(dòng)交換，一路UPS、一路廠用電，在正常時(shí)工作電源由兩套設(shè)備同時(shí)供電。此種供電方式存在的不足是切換接觸器本身滿足不了需要時(shí)，當(dāng)供電電壓跌落現(xiàn)象發(fā)生后沒有及時(shí)的補(bǔ)充電源，使得設(shè)備沒有快速及時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)過來，即在系統(tǒng)沖擊時(shí)，電壓降低使供電系統(tǒng)不能準(zhǔn)確提供可靠的電源。應(yīng)選用快速通斷的接觸器，或者采用技術(shù)人員觀察設(shè)備，及時(shí)報(bào)警系統(tǒng)等方法來解決這一問題

一路廠用電、一路UPS的雙路雙切供電方式再增加一路廠用電供電方式(三路單切供電)：此種供電方式很好的解決了雙路雙切供電方式的缺點(diǎn)。

2.其它保證DCS供電可靠性的措施

合理的布局用電負(fù)載分配；DCS系統(tǒng)一般都有一個(gè)蓄電設(shè)備，系統(tǒng)的關(guān)鍵部位都是雙路電源，但為了節(jié)約成本不可能所有的的設(shè)備都是用雙電路，一些城規(guī)的設(shè)備任然是單線路，因此技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)的控制就得注意這些問題，保證系統(tǒng)的合理布局，盡量的把設(shè)備本身存在的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，又要使系統(tǒng)能夠盡量集中控制操作。

對(duì)供電的保證；電力的不足或者電壓過高都會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影響，損壞電氣設(shè)備，所以要盡量保證電壓的穩(wěn)定，特別是在緊急情況下電力要能夠穩(wěn)定的傳輸，保證設(shè)備的正常運(yùn)作。

不定時(shí)的對(duì)系統(tǒng)電源進(jìn)行一些交換實(shí)驗(yàn)，從而防止斷電后，保障電源不能順利的接通。

二、注意接地線的完善

DCS對(duì)接地線的要求很苛刻，短時(shí)容易出現(xiàn)的情況一般有以下幾種情況，接地線的線頭結(jié)的不牢靠，遇到外界力量容易松動(dòng)，由于天氣等外界原因線路出現(xiàn)腐蝕，接觸不良，接地線路的不合理布局等，這些都有可能造成接地線沒有正常工作和運(yùn)轉(zhuǎn)，在遇到特殊情況而起不到作用造成巨大的損失。

DCS系統(tǒng)對(duì)雷電的靈敏度非常高，容易受到雷電的攻擊，雷電嚴(yán)重威脅到系統(tǒng)設(shè)備的安全，為此，防雷電是DCS系統(tǒng)不可缺少的一部分。許多企業(yè)不注意這個(gè)方面，設(shè)施不是很完善，甚至沒有接地線的情況發(fā)生，這是非常不合理的。

對(duì)于機(jī)房的避雷設(shè)置要達(dá)到二類避雷標(biāo)準(zhǔn)，室外和室內(nèi)的接地方式要采取不同的方式方法，室外多采用聯(lián)合接地方式，而室內(nèi)多采用環(huán)形工作接地，要經(jīng)行等電位連接方法，避雷線路的連接要以最短的方式連接到地往上面，線頭一定要連接牢固，進(jìn)行焊接等方式加固。對(duì)于裸露在外面的金屬板要經(jīng)常除銹，保證線路的正常運(yùn)行。

防雷工作不容小視，如果遇到意外，整個(gè)設(shè)備都會(huì)因?yàn)檫@樣一個(gè)小的雷擊而完全受損，造成大的經(jīng)濟(jì)損失，并且經(jīng)過雷擊的系統(tǒng)設(shè)備也無法再進(jìn)行修復(fù)。因此對(duì)于電源設(shè)備最好要經(jīng)行二級(jí)防雷。

DCS系統(tǒng)應(yīng)該采取封閉的避雷措施，最好是兩種防雷措施同時(shí)進(jìn)行，DCS系統(tǒng)要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)文件的重要程度進(jìn)行不同的防雷措施，工作人員在檢查防雷系統(tǒng)時(shí)要檢查接地線是否松動(dòng)，并且在打開機(jī)箱的時(shí)候要要佩戴防靜電手環(huán)，或者是在開機(jī)柜的時(shí)候要先摸一下機(jī)箱的外殼，好達(dá)到靜電的釋放。

三、過程通道的干擾與通信網(wǎng)絡(luò)故障

1.過程通道的干擾

一般在企業(yè)的現(xiàn)場，都會(huì)存在設(shè)備之間的信號(hào)傳輸，這就得靠線路傳輸來解決，同時(shí)信號(hào)在傳輸過程中貨遇到或多或少的問題，比如信號(hào)干擾，由于這些干擾往往會(huì)出現(xiàn)工作人員的誤判，而做出錯(cuò)誤的操作指令，出系統(tǒng)本身外還有一個(gè)重要的原因就是各種設(shè)備之間的接地處理問題，一般的情況下，設(shè)備都需要接地，由于接地設(shè)備的增多就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)接地環(huán)路，這樣的接地環(huán)路就會(huì)對(duì)設(shè)備信號(hào)傳輸造成干擾，影響到系統(tǒng)設(shè)備無法正常的工作。

要解決這一問題就得通過一些方法去讓各個(gè)設(shè)備之間形成斷路，相互不流通，這樣幾臺(tái)設(shè)備之間的干擾就會(huì)減少，大都數(shù)情況下，線路的傳輸距離大于20米左右就得進(jìn)行斷路處理，同時(shí)最理想的解決方案就是使用信號(hào)的隔離器。

2.網(wǎng)路通信故障

網(wǎng)路通信故障主要表現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)總線故障，就地總線故障，地址標(biāo)注的錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)總線一般都是同軸電纜，因此只要總線路上任何一線路出現(xiàn)問題都會(huì)出現(xiàn)通信信號(hào)故障，因此在這方面的問題應(yīng)該尤為注意，工作人員在檢查系統(tǒng)設(shè)備的時(shí)候要盡量減少對(duì)同軸電纜的觸碰，防止人為的原因造成線路的損壞。同時(shí)也要定期檢查同軸線路，一旦有問題就得及時(shí)跟換，及時(shí)解決。就地總線一般是由雙絞線組成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，其連接的設(shè)備是與生產(chǎn)過程直接發(fā)生聯(lián)系的一次元件或控制設(shè)備，工作環(huán)境不好，系統(tǒng)出現(xiàn)故障率就高，容易受到工作人員的錯(cuò)誤操作而影響生產(chǎn)過程；總線本身也會(huì)異味各種原因造成通信網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生。就在總線最好采用雙路配置，總線分支要設(shè)置在不容易觸碰的地方，防止外在力量不小心觸碰造成影響，就地總線與就地設(shè)備的聯(lián)接點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行妥善處理，避免拆裝設(shè)備時(shí)影響總線的正常運(yùn)行。

3.地址標(biāo)志的錯(cuò)誤

地址標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤會(huì)造成通信網(wǎng)絡(luò)的混亂。這個(gè)過程中要防止人為的標(biāo)記錯(cuò)誤，同時(shí)隨著時(shí)代的發(fā)展要及時(shí)的更新數(shù)據(jù)，總結(jié)數(shù)據(jù)，防止資料的不全面是系統(tǒng)做出誤判造成經(jīng)濟(jì)損失。

四、外界環(huán)境的影響

環(huán)境對(duì)DCS的影響也很大，這些影響主要包括濕度，溫度，灰塵還有腐蝕性等溫度；過高的溫度會(huì)造成元件老化過快，電腦不能正常工作，許多接線因?yàn)槿埸c(diǎn)過低而出現(xiàn)開裂，過高的溫度還會(huì)使集成電路的電流放大影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此系統(tǒng)設(shè)備必須保證在一個(gè)很穩(wěn)的條件下，這樣系統(tǒng)才能有效的工作，不會(huì)因?yàn)闇囟扔绊懺O(shè)備。

濕度：空氣的濕度會(huì)直接影響設(shè)備的工作性能，特別是容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，同時(shí)濕度增加與電纜表面的灰塵起到反應(yīng)會(huì)加速線路的老化，減短設(shè)備的使用壽命。

灰塵：灰塵中會(huì)出現(xiàn)一些導(dǎo)電物質(zhì)，一旦和系統(tǒng)硬件發(fā)生接觸就會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，及時(shí)是不導(dǎo)電的灰塵在濕度比較大的時(shí)候也會(huì)對(duì)電纜經(jīng)行腐蝕，出現(xiàn)接觸不良的情況，同時(shí)了，灰塵也會(huì)影響系統(tǒng)的散熱，因此設(shè)備要注意防塵，比如配備防塵網(wǎng)，定期清理灰塵等工作，不要因?yàn)榛覊m影響系統(tǒng)的正常工作。

腐蝕性氣體：一些酸堿性的氣體也會(huì)對(duì)元件的正常工作起到影響，特別是一些酸堿性氣體接觸到電子設(shè)備之后起到一定的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的后果將不容忽視，時(shí)間一長就會(huì)出現(xiàn)線路短路的現(xiàn)象，因此在平時(shí)的工作過程中藥注意著一塊的保養(yǎng)和維護(hù)，盡量防止這些酸堿性氣體的進(jìn)入，如果有這類氣體進(jìn)入就得及時(shí)的清理干凈，不能讓危險(xiǎn)慢慢的累計(jì)到最后出現(xiàn)大的設(shè)備問題。

通風(fēng)：電氣設(shè)備工作空間是否干燥，是否存在酸堿性氣體，通風(fēng)是關(guān)鍵，及時(shí)在恒溫空間也的及時(shí)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)保養(yǎng)，這個(gè)機(jī)柜的前后都應(yīng)該配備排風(fēng)扇和散熱設(shè)備，如果條件準(zhǔn)許還可以多打開窗戶，同時(shí)，機(jī)柜里最好準(zhǔn)備溫度監(jiān)控裝置，在工作人員繁忙時(shí)自動(dòng)提示，可以及時(shí)的解決問題。

五、硬件、軟件故障

1.硬件故障，硬件故障一般是設(shè)備元件故障，存折設(shè)備老化，損壞，系統(tǒng)不能正常工作，這種情況找出設(shè)備元件的問題及時(shí)的更換舊可以了。但是在更換過程中要保證元件的適配性，不能隨意更換設(shè)備的元件器材，更換后還要定期的對(duì)元件進(jìn)行檢查和排查看更換的元件是否適應(yīng)這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)作。

人機(jī)接口故障：技術(shù)人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和處理過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些死機(jī)，操作不當(dāng)，按鍵不靈等不能正常工作的故障。

操作失靈一般可能是設(shè)備本身出現(xiàn)的硬件故障比如鼠標(biāo)鍵盤損壞，也有可能是技術(shù)人員操作頻繁出現(xiàn)機(jī)器死機(jī)，運(yùn)行速度減慢等情況，這些情況如果是設(shè)備自身損壞就得及時(shí)跟換設(shè)備，如果是操作不當(dāng)就的等待系統(tǒng)恢復(fù)正常工作，必要時(shí)可以進(jìn)行重啟操作或者設(shè)備初始化等。

球標(biāo)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)一般情況下是又機(jī)械化故障產(chǎn)生的，由于機(jī)械的元件老化，損壞，線路連接不好，這些原因都會(huì)出現(xiàn)設(shè)備與主機(jī)的連接不穩(wěn)定，設(shè)備功能出現(xiàn)異常，這個(gè)時(shí)候就得更換老化的機(jī)械元件，對(duì)電纜進(jìn)行更換和排查，切勿因?yàn)檫@些小的問題不解決最后出現(xiàn)大的毛病對(duì)企業(yè)生產(chǎn)造成影響，對(duì)設(shè)備維修帶來難度。

2.軟件故障

軟件主要包括系統(tǒng)軟件、組態(tài)及開發(fā)的應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件開發(fā)目前已經(jīng)非常的可靠，對(duì)應(yīng)的組態(tài)軟件也有非常全面的檢測功能，隨著現(xiàn)在軟件的開放性越來越強(qiáng)，系統(tǒng)安全就得時(shí)刻注意，這對(duì)技術(shù)人員是一個(gè)巨大的考驗(yàn)，如何充分利用者個(gè)開放的平臺(tái)，又能保證系統(tǒng)的安全是一個(gè)值得研究的課題，因此技術(shù)人員對(duì)操作系統(tǒng)的使用一定要有具體的規(guī)范制度和剛要，不能盲目操作，隨意使用光盤盒外接設(shè)備，防止病毒的入侵，同時(shí)也的提高系統(tǒng)的抗病毒能力。

六、設(shè)備線路與保養(yǎng)要注意的事項(xiàng)

設(shè)備線路因該采用專配的材料，不能隨便使用普通電纜更不能以次充好，要按照系統(tǒng)要求配備合適設(shè)備要求的電纜線路，對(duì)于一些有特殊要求的線路要按照規(guī)定配備，比如說信號(hào)線路，地線線路，交流電的伏數(shù)等都得按照設(shè)備需要經(jīng)行選擇，切記為了減少資金的投入盲目的一樣選擇而不考慮設(shè)備的實(shí)際使用情況。

DCS系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護(hù)室系統(tǒng)能有效和長期工作的保障，工作人員按時(shí)有效的最設(shè)備經(jīng)行維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)一個(gè)必不可少的工作，其中主要對(duì)設(shè)備的電力系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，設(shè)備元件等維護(hù)必不可少，這樣不點(diǎn)能提高設(shè)備的工作效率也能減少設(shè)備的損壞和出現(xiàn)大的毛病。

系統(tǒng)元件的儲(chǔ)備：在系統(tǒng)的維護(hù)過程中藥根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況對(duì)常用的消耗品多備件，不長損壞的少儲(chǔ)備的原則，同時(shí)要使用同一內(nèi)型的系統(tǒng)元件，切記隨意搭配造成元件的損壞，同時(shí)有些元件如風(fēng)扇，控制卡等常用元件一定的備份一份，防止突發(fā)情況能夠及時(shí)的更換和修理。

日常維護(hù)：一般情況下要注重檢查供電電源，空調(diào)恒溫等設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)設(shè)備的灰塵及時(shí)的清理干凈，仔細(xì)的聽設(shè)備是否有異響，是否有異味，溫度時(shí)候正常，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)的維護(hù)和處理，盡量避免不必要的大事故發(fā)生。

設(shè)備故障的及時(shí)處理：維護(hù)人員在發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障后應(yīng)該及時(shí)有效的經(jīng)行判斷和處理，對(duì)于出現(xiàn)威脅到整個(gè)系統(tǒng)安全的問題時(shí)要對(duì)思考多和技術(shù)人員討論，切勿盲目操作，導(dǎo)致一些不必要的人為失誤，同時(shí)在處理事故的過程中也要注意自身安全和系統(tǒng)安全，防止造成人身傷害和設(shè)備損壞。

七、人為故障

由于技術(shù)人員自身的技術(shù)水平有限，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)和技術(shù)故障處理中也會(huì)出現(xiàn)因?yàn)椴僮魇д`導(dǎo)致的設(shè)備損壞等問題

總結(jié)

DCS技術(shù)的科學(xué)性和實(shí)用性已經(jīng)得到了人們的認(rèn)可，系統(tǒng)本身的實(shí)用性可靠性非常的高，但是要防止在使用過程中出現(xiàn)的問題還是需要進(jìn)行大量的研究和學(xué)習(xí)，只有在不斷的學(xué)習(xí)和研究過程中才能更好的發(fā)揮DCS技術(shù)帶來的科技含量和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]郄永學(xué);呂秀紅;周愛平;;核電廠DCS可靠性討論[J];自動(dòng)化博覽;2009年02期.

[2]朱和寧;;DCS系統(tǒng)供電改進(jìn)分析[J];輕工科技;2012年08期.

[3]王方磊;;淺析DCS系統(tǒng)的安裝調(diào)試及故障判斷[J];機(jī)電信息;2012年27期.

李卓然（1984.5.4）男，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市人，助理工程師，2006年畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)，目前就職于內(nèi)蒙古滿世能源化工有限責(zé)任公司從事DCS系統(tǒng)維護(hù)工作，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市郵編：017000