DCS系統(tǒng)常見故障分析

胡天南

摘 ? 要：隨著DCS系統(tǒng)的飛速發(fā)展，其安全性、可靠性以及簡(jiǎn)便性逐步得到了提升，因此在我國(guó)各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。本文主要介紹DCS系統(tǒng)常見故障以及處理方案，從DCS系統(tǒng)故障診斷流程入手，提出該系統(tǒng)故障的防范措施，旨在推進(jìn)DCS系統(tǒng)的安全健康運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng) ?常見故障 ?診斷流程 ?防范措施

中圖分類號(hào)：TQ056 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（a）-0149-02

分散控制系統(tǒng)（DCS）其本質(zhì)上是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合的高新科技產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組織龐大，應(yīng)用的學(xué)科領(lǐng)域較多，其中包括信息技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及控制技術(shù)等。目前，DCS系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于核電自動(dòng)控制領(lǐng)域。雖然它在應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)更加顯著的優(yōu)勢(shì)，但是該系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生故障以及存在一定的缺點(diǎn)，如果不能及時(shí)診斷定位和處理發(fā)生的故障，將會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)工藝，并且會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程造成嚴(yán)重的安全威脅。因此，我們必須重視DCS系統(tǒng)的故障問題，并根據(jù)實(shí)際情況查明事故發(fā)生的原因，找到威脅系統(tǒng)的影響因素，以便及時(shí)采取有效措施，為DCS系統(tǒng)的安全使用提供良好的基本保障。

1 ?DCS系統(tǒng)故障診斷

技術(shù)人員在進(jìn)行DCS系統(tǒng)故障排查和定位發(fā)生故障的部件時(shí)，需要結(jié)合發(fā)生故障的外部環(huán)境以及發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)相應(yīng)的響應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)故障進(jìn)行綜合判斷。對(duì)此我們總結(jié)DCS系統(tǒng)故障診斷步驟。

（1）使用不當(dāng)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(tǒng)運(yùn)行不當(dāng)引起的故障排除。相關(guān)人員在進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定時(shí)設(shè)置錯(cuò)誤而引起的DCS系統(tǒng)故障。

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

（4）當(dāng)確定為系統(tǒng)故障時(shí)，需要工作人員檢查系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)施，判定是哪方面引起的。

（5）硬件故障。找出發(fā)生硬件故的具體部位，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)硬件進(jìn)行維修或者更換備用硬件。

（6）系統(tǒng)軟件故障?？梢灾匦聠?dòng)或重新安裝相關(guān)系統(tǒng)軟件，查看故障是否解決。如果不能解決，要及時(shí)聯(lián)系相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行處理，如果故障還沒有解決，需要聯(lián)系生產(chǎn)廠家。

（7）應(yīng)用軟件故障。系統(tǒng)維護(hù)人員要檢查所有數(shù)據(jù)庫(kù)，找出發(fā)生故障的應(yīng)用軟件。

2 ?DCS系統(tǒng)常見故障及處理方法

2.1 硬件故障

在DCS系統(tǒng)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(fā)生故障其原因主要是在人機(jī)I/O接口或通道異常，工作站一般是通過接口連接，所以當(dāng)某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，只要問題盡快解決，就不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。然而，就地I/O組件或主要設(shè)備的故障時(shí)你會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控造成不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)DCS系統(tǒng)運(yùn)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(yōu)化問題引起的。軟件問題經(jīng)常發(fā)生在系統(tǒng)使用的初始階段或系統(tǒng)升級(jí)和配置更改之后，系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障。系統(tǒng)軟件為DCS配置和工作站布局服務(wù)，而數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的監(jiān)控模塊。軟件故障的主要表現(xiàn)在：一是主從CPU的配置信息錯(cuò)誤，導(dǎo)致初始化失敗;二是數(shù)據(jù)庫(kù)的中點(diǎn)組態(tài)與相應(yīng)的信道響應(yīng)信號(hào)不匹配;三是PID參數(shù)設(shè)置不正確或系統(tǒng)輸出故障。

2.3 電源故障

電源是DCS系統(tǒng)完成監(jiān)控的重要保障。在DCS系統(tǒng)中，冗余雙電源模式是一種通用模式，它可以保證UPS故障時(shí)的連續(xù)供電，避免DCS系統(tǒng)發(fā)生中斷。供電端電壓連接不當(dāng)、供電線路本身的阻抗值過大、供電線路布線位置不當(dāng)都會(huì)發(fā)生斷電和停電現(xiàn)象，因此，應(yīng)合理配置電源和電源布線。

2.4 操作員站離線

當(dāng)DCS系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，操作員站會(huì)偶爾出現(xiàn)脫機(jī)故障。這種現(xiàn)象雖然發(fā)生頻率不高，也不會(huì)對(duì)生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效益產(chǎn)生嚴(yán)重影響，但是離線時(shí)間大約是半分鐘，在此期間操作員站不能響應(yīng)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(wù)器進(jìn)行下載測(cè)試。在操作過程中，如果一個(gè)控制器中存在異常，屏幕將是灰色的，而其他控制器中運(yùn)行正常無異樣。當(dāng)發(fā)生此類問題時(shí)，維護(hù)人員要在第一時(shí)間內(nèi)下裝存在故障的控制器，重新安裝后，控制器一般會(huì)恢復(fù)正常，屏幕將正常顯示。

3 ?DCS 系統(tǒng)維護(hù)及防范措施

3.1 相關(guān)準(zhǔn)備工作

（1）工作人員要明確每個(gè)標(biāo)志的含義，對(duì)系統(tǒng)功能和性能參數(shù)有一定的了解，比如各個(gè)指示燈的含義，在知識(shí)等變化并發(fā)出警報(bào)時(shí)能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單故障的排查診斷。

（2）工作人員對(duì)每個(gè)模塊的功能要充分理解，包括外接線路排布、內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸流程等都要掌握。

（3）工作人員要深入了解DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，記住系統(tǒng)的軟件和硬件組成結(jié)構(gòu)，從而在維護(hù)系統(tǒng)和處理故障時(shí)能夠減少不必要的時(shí)間浪費(fèi)。

（4）在收集和分析DCS系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，不但包括硬件和應(yīng)用軟件相關(guān)數(shù)據(jù)，還要包括各廠家的相關(guān)信息，以便節(jié)省系統(tǒng)故障維修時(shí)間，從根本上提高故障維護(hù)效率。

3.2 檢修維護(hù)系統(tǒng)

（1）當(dāng)DPU和CPU出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象時(shí)，要進(jìn)行妥善處理，有效消除網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中可能遇到的各種影響因素，并根據(jù)具體情況制定完善的應(yīng)急措施，事先模擬可能發(fā)生的情況，以便出現(xiàn)問題時(shí)，我們可以根據(jù)緊急情況作出科學(xué)合理的反應(yīng)。

（2）在故障修復(fù)過程中，必須做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施，這些安全防護(hù)措施需要單位強(qiáng)制實(shí)施，要保護(hù)維修人員安全，維修人員應(yīng)該綜合考慮報(bào)警情況和故障情況，可以有效地判斷故障發(fā)生的原因。

（3）當(dāng)硬件發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間要進(jìn)行硬件的更換，當(dāng)硬件更換困難或沒有配套備用硬件時(shí)，要與技術(shù)人員聯(lián)系，要求其及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)妥善處理事故。

（4）在DCS故障處理過程中，必須按照廠家規(guī)定的技術(shù)要求執(zhí)行，在更換卡件的過程中，必須仔細(xì)比較卡片的規(guī)格、地質(zhì)和跳線，保證更換的卡件與原裝卡件一致。

3.3 日常維護(hù)管理

（1）維護(hù)人員要求經(jīng)驗(yàn)豐富并且專業(yè)技能過硬，以便及時(shí)有效地解決DCS系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，并更全面地了解各種設(shè)備之間的關(guān)系。維護(hù)人員需要掌握DCS系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)備相關(guān)知識(shí)，以便能夠第一時(shí)間作出正確判斷。

（2）相關(guān)人員在備份過程中，可以使用移動(dòng)硬盤和U盤等，應(yīng)著重拷貝系統(tǒng)數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)和邏輯組態(tài)，通過備份，才能保障原始數(shù)據(jù)的完整性。

（3）維護(hù)人員要做好各個(gè)產(chǎn)品的審查工作，并且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)要求完成，主要是嚴(yán)格檢查產(chǎn)品的售后服務(wù)計(jì)劃，嚴(yán)格檢查產(chǎn)品密封程度，并且每日的維護(hù)管理工作也要認(rèn)真完成。

4 ?結(jié)語

經(jīng)過上述論文闡述，為了保證DCS系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，相關(guān)維護(hù)人員必須嚴(yán)格監(jiān)督和管理DCS的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)等方面的工作。系統(tǒng)維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)較為熟悉，要根據(jù)設(shè)備功能和性能參數(shù)提出合理的檢修與管理系統(tǒng)的方案，并且要制定相關(guān)的應(yīng)急計(jì)劃，以便在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠第一時(shí)間采取相應(yīng)措施使損失降到最低，保證生產(chǎn)工藝不受到影響，能夠?yàn)镈CS系統(tǒng)健康穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

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