淺析DCS控制系統在工業(yè)自動化中的應用

（天能化工有限公司，石河子市，832000） 錢　錦

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經驗總結

淺析DCS控制系統在工業(yè)自動化中的應用

（天能化工有限公司，石河子市，832000） 錢錦

摘要當前，DCS控制系統之中主要應用各種冗余技術，這個系統具有諸多方面的優(yōu)點，例如，具有較高的安全性，靈活控制，以及相對較強的管理學等，因此，該技術的應用普及。根據生產狀況研究其結構圖及應用，提出了基于ARM分布處理單元結構，在此基礎上，對該系統的維護進行探討。

關鍵詞工業(yè)自動化；DCS系統；應用

DCS控制系統主要是以電腦為控制中樞，以internet為橋梁，通過過程監(jiān)控與控制來完成對各種工業(yè)設備的有效控制，與此同時，實現對生產全程的有效控制。應用到多種技術，例如網絡通訊、計算機、多媒體等各項技術。具有一些特征，能夠提供通訊與人機界面等各種不同的功能。關于網絡的環(huán)節(jié)，DCS網絡屬于該系統的中樞神經。同時，具有較高的安全性，能夠全面確保設備的安全。此外，引入雙冗余的控制系統技術。在運行過程中，要是其中的關鍵控制單元發(fā)生故障，通常有關冗余單元將迅速轉至別的程序上，以保障安全。

1　結構圖及應用

通常情況下，其結構圖主要基于計算機網絡，同時還有與網絡相連的3種節(jié)點。（見圖1）

現實中，現場控制器模塊主要負責對工業(yè)生產現場全部設備進行控制，其基本機制是使用DCS運算能力，并且還能夠控制相對繁瑣的功能，采集數據模塊主要包括微型計算機、輸入通道與輸出設備等幾部分內容，還能夠處理數據。采集的時候能夠顯示、記錄、分析處理和打印制表。操作員這一人機界面是專門為操作工作者設計的，以充分保證他們在第一時間掌握生產現場的具體情況以及相關運行參數，同時還能夠利用輸出設備使他們非常迅速地掌握故障信息。并且能夠處理歷史數據，對數據進行調用等；對于工程師站來說，其主要利用通用微型計算機工作站來離線組配。具體的生產實踐之中，它會及時將有關模塊調至顯示屏上，在此基礎上，逐一填寫相關規(guī)定。操作過程中，當用戶需要變更控制方案時，僅僅通過重新組態(tài)就能夠實現，而無需將接線改變。組態(tài)的過程如下所示：先要構建1個目標工程。組態(tài)應用之前，在這一個工程名稱的前提下將產生其數據目錄。然后將測點清單等確定下來，包括IO單元的配置等方面。關于相關設備，能夠通過如圖所示的形式，系統網絡上的各種設備均對應著特定的圖形。

圖1　DCS結構圖

2　基于ARM分布處理單元結構的設計

該結構包括以下幾個模塊：電源管理、存儲器、上層網絡模塊等。實質而言，它主要涉及到2個方面：也就是控制器與存儲模塊。其基本機制：上層網絡模塊具有冗余網絡與主/冗余分布處理單元數據交換的網絡，另一方面，下層網絡模塊主要包括2 條485網絡。

3　常見故障及處理措施

DCS屬于工業(yè)化自動化的中樞神經，將維護工作做到位，第一時間發(fā)現并迅速將故障排除，對確保生產順利進行起著非常關鍵的作用。

3.1軟件故障及其處理措施

這種故障主要是從應用軟件而來。比較常見的故障包括兼容性不高、不能進行下裝等，及軟件缺陷引起的問題。具體講，對于DCS系統，其軟件大體上包括操作員站、服務器、組態(tài)與工程師站等各種軟件。它們具有不同的功能，同時也具有各自的特點，一般其服務商不同，有時候相互之間將形成沖突，最終使得系統無法正常工作。

軟件故障的具體解決措施如下所示：首先，測試燃具的兼容性，通過這種方法來將兼容問題排除；其次，檢測下裝軟件，檢查是否具有該類問題；再次，應當制定軟件使用管理體系，同時在實踐中逐漸進行優(yōu)化，通過硬性的制度來進一步規(guī)范軟件使用，降低由此造成的故障。

3.2操作故障及其處理措施

該故障的主要特點是設備頻發(fā)死機，或不接受指令，不能順利操作等。上述故障形成的原因涉及到下面幾方面：首先，電腦方面的因素，例如，受到病毒侵襲使得電腦或者網絡運行遲緩，或者是由于電能性能相對較低，無法承擔繁重的任務，使其反映緩慢；再次，MCU的容未正確設置量，或長時間未清理電腦機箱，造成風箱故障或者內存卡接觸不好等。上述問題均會造成電腦的死機和藍屏。如果想處理該類故障，應當將平時的維護工作做到位，具體包括以下幾方面：首先，應當科學選擇殺毒軟件并進行安裝，經常進行殺毒處理并盡快對病毒庫進行更新，以充分保障電腦工作在安全的環(huán)境中、其次，MCU容量應當合理設置，防止其容量太高或者太小。

3.3網絡故障及其應對措施

該類故障往往是在運行的時候發(fā)生，具體來說，按照其發(fā)生部位的差異，主要劃分成兩種：也就是系統與控制網絡故障。應對措施包括，接地預防耦合干擾，一般情況，通過交換法進行檢測。

3.4干擾故障及其應對措施

系統在工作的時候必然會傳遞許多數據、指令等。當許多因素對通信產生干擾的時候，比如，電磁繞組對模擬量的干擾，變頻器對通信設備的干擾等，在這種情況下，將造成設備不能順利工作，通信失靈等問題。為妥善應對這種故障，必須認真的檢查設備接地情況，同時加設濾波器，利用這種方式來減小變頻器載波頻率，最終降低外界干擾。

4　結語

總而言之，DCS控制系統由于自身具有的自動化、安全性等方面的優(yōu)勢，使其在工業(yè)生產中的應用越來越廣泛。具體的實踐中，諸多因素能夠對該系統的順利運行產生影響，造成故障，因此，工作過程中，應當仔細觀察故障特點，合理選擇檢測方法，利用這種方式來不斷降低故障范圍，從而找出其所在位置及其具體的根由，在此基礎上，提出有效的解決措施。同時，還應當做好平時的維護工作，最大限度地降低故障發(fā)生的概率，確保系統處于良好的狀態(tài)。

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中圖分類號：TP2

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0899（2016）06-0039-02