DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

佘辰

【摘 ?要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)也在發(fā)展，該系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)與很多項(xiàng)計(jì)算相結(jié)合形成的產(chǎn)物，在進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)管控的設(shè)備，其保障機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性。但是在運(yùn)行中受到一些因素的影響依然會(huì)出現(xiàn)故障，因此必須采取相應(yīng)措施進(jìn)行維護(hù)，以確保其在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用道路上越走越遠(yuǎn)。

【關(guān)鍵詞】DCS控制系統(tǒng);工業(yè)自動(dòng)化;應(yīng)用

引言

在DCS控制系統(tǒng)中，其控制中樞是電腦，其橋梁是互聯(lián)網(wǎng)，它利用過(guò)程的監(jiān)控去實(shí)現(xiàn)有效率地控制多種工業(yè)設(shè)備，并進(jìn)一步完成有效控制生產(chǎn)的全過(guò)程。運(yùn)用了多項(xiàng)技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)、多媒體及網(wǎng)絡(luò)通訊等多種技術(shù)。有著很多特點(diǎn)，可以給予通訊以及人機(jī)界面多項(xiàng)不一樣的功能。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)這一節(jié)點(diǎn)，DCS的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是控制系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，并且該網(wǎng)絡(luò)有著很強(qiáng)的安全系數(shù)，可以全面保證設(shè)備安全。同時(shí)，引進(jìn)雙冗余的控制系統(tǒng)技術(shù)。在該系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，如果某環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵控制單位出現(xiàn)了故障，一貫做法就是將有關(guān)的冗余單位快速轉(zhuǎn)移到別的程序部里，以此確保該單位的安全。

一、DCS控制系統(tǒng)概述

在工業(yè)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是DCS的主要框架，是核心部位，而且網(wǎng)絡(luò)直接影響著整個(gè)系統(tǒng)，能確保系統(tǒng)具備實(shí)效、可靠等功能。系統(tǒng)在具體運(yùn)行環(huán)節(jié)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上下網(wǎng)都是隨處可見(jiàn)的，所以會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重新建立，這一操作對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行不造成直接影響，由此可見(jiàn)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的在線網(wǎng)絡(luò)重現(xiàn)構(gòu)造功能。與此同時(shí)，DCS可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行I/O處理，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，通常，DCS要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行I/O控制站設(shè)置，其目的是分擔(dān)系統(tǒng)的I/O功能和控制作用，從而大大提高系統(tǒng)的可靠性，促使整個(gè)系統(tǒng)的使用性能有所提高。DCS控制系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，和網(wǎng)絡(luò)中的三種節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，分別是針對(duì)DCS管理監(jiān)督人員的工程師站和過(guò)程控制現(xiàn)場(chǎng)的I/O控制站。工程師站能夠利用微型計(jì)算機(jī)實(shí)施離線組態(tài)配置。在實(shí)際操作的過(guò)程中，能夠?qū)?duì)應(yīng)模塊從顯示屏中展示出來(lái)，隨后將一些特殊規(guī)定填寫進(jìn)去。在進(jìn)行此類操作過(guò)程中需要注意及時(shí)改善控制方案。具體組態(tài)措施如下，首先應(yīng)該建立目標(biāo)工程，并以此目標(biāo)工程為基礎(chǔ)創(chuàng)建工程數(shù)據(jù)目錄。在確定好后再確定清單測(cè)點(diǎn)等內(nèi)容，比如測(cè)點(diǎn)分配和IO單元配置等。可以通過(guò)圖形方式進(jìn)行設(shè)備組態(tài)，因?yàn)橄到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都和相應(yīng)的圖形一一對(duì)應(yīng)。

二、DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用中的主要問(wèn)題和解決措施

（一）軟件設(shè)備

這樣的故障是在應(yīng)用軟件里出現(xiàn)的，更為常見(jiàn)地涵蓋了兼容性低、不可以下裝和軟件缺陷導(dǎo)致的故障等。具體來(lái)說(shuō)就是針對(duì)DCS控制系統(tǒng)，它的軟件大致上涵蓋了操作員站、組態(tài)、工程師站以及服務(wù)器等多種軟件。其有著不一樣的功能以及特征，通常來(lái)說(shuō)其服務(wù)商也不一樣，有些時(shí)候彼此之間會(huì)產(chǎn)生沖突，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。在軟件出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)下面幾種方法進(jìn)行有效解決：首先是檢測(cè)軟件系統(tǒng)兼容性，看是否為兼容性問(wèn)題所導(dǎo)致的故障。其次是測(cè)驗(yàn)下裝軟件，排除這一環(huán)節(jié)的問(wèn)題。最后是針對(duì)軟件的應(yīng)用制定有效的管理機(jī)制，同時(shí)在相關(guān)活動(dòng)中促進(jìn)軟件系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，通過(guò)硬性體系規(guī)范軟件應(yīng)用，降低故障問(wèn)題的發(fā)生頻率。一種以ARM分布處理結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，這一單元結(jié)構(gòu)包括電源管理、存儲(chǔ)器模塊和上層網(wǎng)絡(luò)模塊等部分。實(shí)際上這一單元結(jié)構(gòu)由存儲(chǔ)模塊和控制器兩部分內(nèi)容構(gòu)成的。相關(guān)工作原理如下，在上層模塊中設(shè)置有分布處理單元和冗余網(wǎng)絡(luò)實(shí)施數(shù)據(jù)交換的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，至于下面的單元模塊則是由兩個(gè)主次分明的485網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成。

（二）操作過(guò)程

這種問(wèn)題的主要特征有，設(shè)備經(jīng)常死機(jī)，不接收指令或者不能正常操作等。上面提到的問(wèn)題產(chǎn)生的原因主要涉及到以下幾點(diǎn)：第一，電腦問(wèn)題，比如說(shuō)在病毒侵入時(shí)電腦無(wú)法運(yùn)行或者網(wǎng)絡(luò)遲緩。第二，MCU的容沒(méi)有正確地設(shè)置量，或者在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有對(duì)機(jī)箱進(jìn)行清理，引發(fā)了風(fēng)箱故障或者內(nèi)存卡接觸不良。上面提到的故障都可能引起電腦死機(jī)或者藍(lán)屏出現(xiàn)。要是想解決這種問(wèn)題，就要落實(shí)日常的維護(hù)工作，具體內(nèi)容涵蓋了以下幾點(diǎn)：第一，要科學(xué)合理的選用殺毒軟件安裝應(yīng)用，定期的進(jìn)行殺毒處理同時(shí)要及時(shí)更新病毒數(shù)據(jù)庫(kù)，從而確保電腦運(yùn)行在安全的環(huán)境下。第二，要合理的設(shè)置MCU容量，避免它的容量過(guò)高或過(guò)低情況的出現(xiàn)。

（三）干擾因素

DCS控制系統(tǒng)在操控過(guò)程中會(huì)傳達(dá)下大量的指令信息，其中還涉及到各種數(shù)據(jù)信息。一旦通訊過(guò)程受到了一定的影響，比如電磁繞組影響模擬量，或是通訊設(shè)備受到各種因素的影響等，在出現(xiàn)這一情況問(wèn)題時(shí)，就會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致通訊設(shè)備失靈。為了能夠有效解決這一問(wèn)題，需要對(duì)設(shè)備實(shí)際接地狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)檢查，增加設(shè)置相應(yīng)的濾波設(shè)備，利用這種形式降低變頻器內(nèi)的載波頻率，消除外界因素的不良影響。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)也逐漸朝著智能化、開(kāi)放化和集成化的方向發(fā)展，創(chuàng)建了一種開(kāi)放式的信息系統(tǒng)，和相關(guān)管理信息緊密聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字技術(shù)，并發(fā)展成為一種新型的DCS控制系統(tǒng)。在管理過(guò)程中應(yīng)該做好DCS控制系統(tǒng)的維護(hù)工作，促進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際操作過(guò)程中為了徹底消除DCS控制系統(tǒng)中的缺陷問(wèn)題和異常，需要不定期地實(shí)施檢查巡視。首先需要檢查操作員站、電源、通信網(wǎng)絡(luò)等單元的運(yùn)行狀態(tài)，激活其它的冗余設(shè)備。此外還要保持DEH系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)之間的同步性。

三、DCS系統(tǒng)維護(hù)的分析

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展DCS系統(tǒng)也逐步向集成化、開(kāi)放化、智能化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式的通信系統(tǒng)，與管理信息緊密的結(jié)合，使其能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的實(shí)時(shí)全數(shù)字技術(shù)，將成為新一代的DCS。但是在應(yīng)用中也要注意DCS系統(tǒng)維護(hù)。實(shí)際中，為了掌握DCS的運(yùn)行及發(fā)現(xiàn)和消除運(yùn)行設(shè)備的異常和缺陷，我們要及時(shí)對(duì)DCS設(shè)備進(jìn)行不定期巡視檢查。首先要檢查的就是工程師站、通信網(wǎng)絡(luò)、電源、操作員站等狀態(tài)是否正常;其中它的冗余設(shè)備應(yīng)處于激活狀態(tài)。同時(shí)還要做好DCS系統(tǒng)與DEH系統(tǒng)是否同步等。除此之外，還要做好對(duì)那些發(fā)現(xiàn)參數(shù)異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查或校準(zhǔn)，并做好記錄;對(duì)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)處于激活狀態(tài);軟驅(qū)及光驅(qū)在使用一段時(shí)間后，要定期清洗。并且要做好模件進(jìn)行檢查和試驗(yàn)的試驗(yàn)控制柜。試驗(yàn)控制柜應(yīng)該具備對(duì)各種模件、穩(wěn)定性檢查的功能，以便對(duì)電纜、端子板及電源進(jìn)行可靠性、功能性、穩(wěn)定性檢查。

四、結(jié)語(yǔ)

因?yàn)镈CS控制系統(tǒng)本身就有著自動(dòng)化以及較高的安全系統(tǒng)等特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，其應(yīng)用也日漸廣泛。在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)里，很多因素影響著這套系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致故障發(fā)生，這樣就需要采取相應(yīng)措施加強(qiáng)維護(hù)工作，保證故障發(fā)生范圍不斷減少，降低損失，推動(dòng)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].王升升.農(nóng)機(jī)使用與維修.2018（12）

[2]DCS控制系統(tǒng)在MTO裝置中的應(yīng)用[J].許宏瑜，江杰.化工設(shè)計(jì)通訊.2017（12）

[3]DCS控制系統(tǒng)時(shí)間同步方案實(shí)施及應(yīng)用[J].張祥，劉成，徐繼友.石化技術(shù).2018（06）

[4]淺談工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)[J].周宏偉.山東工業(yè)技術(shù).2018（09）

[5]工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)及工業(yè)自動(dòng)化的重要性的探究[J].包載富.化工設(shè)計(jì)通訊.2018（07）

[6]淺析DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].錢錦.石河子科技.2016（03）

[7]DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用[J].陳濤.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（08）：11.

（作者單位：煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）