電氣自動(dòng)化DCS系統(tǒng)的安裝調(diào)試及故障處理

許昂?劉瑾瑾

摘 要：本文首先就電氣自動(dòng)化DCS系統(tǒng)的概念進(jìn)行闡述，并分析了其在安裝、調(diào)試環(huán)節(jié)的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，最后基于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，分析了DCS系統(tǒng)的故障處理方法，希望能夠?yàn)閺氖孪嚓P(guān)工作的人員提供一定有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng);安裝;調(diào)試;故障處理

在電氣自動(dòng)化當(dāng)中，DCS系統(tǒng)是其中的核心部分，是保障電氣設(shè)施高效穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提，因此，掌握DCS系統(tǒng)的安裝調(diào)試技術(shù)要點(diǎn)，并學(xué)會(huì)相關(guān)的故障處理技術(shù)，是相關(guān)工作人員必須要掌握的技能。

1 DCS系統(tǒng)的概念

DCS系統(tǒng)，其本質(zhì)是一種結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、CRT技術(shù)、通訊技術(shù)以及控制技術(shù)的集散控制技術(shù)。DCS系統(tǒng)通常由工程師站、操作站、控制網(wǎng)絡(luò)以及控制站構(gòu)成。在此之中，工程師站的功能是為系統(tǒng)維護(hù)人員和技術(shù)人員服務(wù)，理論上來(lái)講，工程師站的權(quán)限極高，一般的操作人員無(wú)權(quán)限。在DCS系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，展現(xiàn)出了穩(wěn)定性強(qiáng)、控制能力好、操作簡(jiǎn)便、人機(jī)界面交互感優(yōu)秀等諸多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，在全球范圍內(nèi)，DCS系統(tǒng)非常多見(jiàn)，例如國(guó)際上比較有知名度的霍尼韋爾、艾默生、費(fèi)希爾DCS系統(tǒng)，以及國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的浙大中控、北京和利時(shí)等。

2 DCS系統(tǒng)安裝環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)

在DCS系統(tǒng)安裝環(huán)節(jié)，可以將其劃分為軟件安裝和硬件安裝兩個(gè)板塊。其中，針對(duì)軟件的安裝主要是將系統(tǒng)軟件裝入到指定計(jì)算機(jī)當(dāng)中，之后根據(jù)電力自動(dòng)化技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)行組態(tài)、編譯，令其符合生產(chǎn)需要。而硬件的安裝則相對(duì)較為復(fù)雜，主要涉及有以下幾個(gè)方面。

1）儀表柜的安裝技術(shù)要點(diǎn)。在儀表柜安裝的過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件有一定要求。如舍內(nèi)整潔度、濕度、電氣土建施工是否完成等，針對(duì)購(gòu)買(mǎi)的儀表設(shè)備，安裝人員首先應(yīng)進(jìn)行開(kāi)箱檢測(cè)，在檢測(cè)之前，必須要設(shè)備管理部門(mén)和采購(gòu)部門(mén)的工作人員同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)部件來(lái)自招標(biāo)工程當(dāng)中，在檢測(cè)完好，三方均無(wú)異議后再進(jìn)行登記簽字，并保存相關(guān)文件。在正式進(jìn)行配件柜的安裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行底座安裝，通常情況下，底座是由精鋼制作的，在安裝的過(guò)程中，需要有經(jīng)驗(yàn)的焊工進(jìn)行配合，保障在焊接作業(yè)的過(guò)程中鋼槽不發(fā)生形變，同時(shí)底座和室內(nèi)的距離滿(mǎn)足原有的設(shè)計(jì)要求。在焊接完成之后，需要檢測(cè)槽鋼是否發(fā)生形變、是否焊接位置出現(xiàn)毛刺等，做好防腐蝕處理。

2）接線技術(shù)要點(diǎn)。接線可以劃分成柜內(nèi)接線和施工現(xiàn)場(chǎng)柜內(nèi)連線兩種操作，柜內(nèi)接線筒倉(cāng)使用多芯屏蔽軟線，目前國(guó)內(nèi)較為常用36芯或16芯，在接線之前，必須要檢測(cè)導(dǎo)線上數(shù)字標(biāo)注是否清晰。從現(xiàn)場(chǎng)到控制柜的線纜通常使用1.5mm的阻燃屏蔽電纜，這種電纜通常線芯顏色為黃綠或藍(lán)綠色，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和控制量數(shù)量較多，所以在柜內(nèi)接線操作整體比較復(fù)雜，需要工作人員在接線的過(guò)程中不對(duì)絕緣層造成損害，避免出現(xiàn)異常故障。在接線完成以后，工作人員還需要進(jìn)行校對(duì)處理，若此時(shí)計(jì)算機(jī)組態(tài)完成，也可以基于計(jì)算機(jī)所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)。

3）接地安裝技術(shù)要點(diǎn)。DCS系統(tǒng)中，其儀表接地可以劃分成系統(tǒng)接地、交流保護(hù)接地以及安全接地三種類(lèi)型，其中系統(tǒng)接地對(duì)技術(shù)要求最為嚴(yán)格，阻值需要控制在1歐以?xún)?nèi)，通常是在遠(yuǎn)離電氣接地的室外進(jìn)行地極搭接，并使用扁鋼進(jìn)行焊接（建議采用氬弧焊的方式）。其他接地對(duì)阻值的要求均為4歐以?xún)?nèi)，儀表接地質(zhì)量的優(yōu)劣，將會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)直接影響，因此施工人員應(yīng)基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，開(kāi)展相關(guān)工作。

3 DCS系統(tǒng)調(diào)試環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)

在DCS系統(tǒng)安裝完畢之后，便需要進(jìn)行調(diào)試工作。整體來(lái)講，針對(duì)DCS系統(tǒng)的調(diào)試大體可以劃分成兩個(gè)部分，即模擬回路調(diào)試和數(shù)字回路調(diào)試，接下來(lái)本文就對(duì)這兩部分內(nèi)容調(diào)試的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1）模擬回路的調(diào)試。把DCS系統(tǒng)控制系統(tǒng)開(kāi)啟，之后啟動(dòng)回路測(cè)試軟件。工作人員從顯示器所呈現(xiàn)的畫(huà)面中，便能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)模擬儀表的測(cè)量情況（包含測(cè)量值顯示、數(shù)據(jù)圖像的繪制等），并且還可以觀測(cè)到控制回路當(dāng)中的各種數(shù)據(jù)。同時(shí)工作人員可以針對(duì)控制方式、數(shù)據(jù)、給定值等在一定的權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行更改。值得注意的是，在進(jìn)行回路調(diào)試的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)工作人員除了需要就顯示屏當(dāng)中所呈現(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行關(guān)注以外，還需要對(duì)儀表執(zhí)行過(guò)程中所涉及的相關(guān)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。

2）數(shù)字回路的調(diào)試。DCS系統(tǒng)中的數(shù)字回路，是指電氣設(shè)備的啟動(dòng)、停止、預(yù)開(kāi)啟以及運(yùn)行狀態(tài)和儀表盤(pán)數(shù)據(jù)的調(diào)試等過(guò)程，在這一環(huán)節(jié)當(dāng)中，必須要有電氣設(shè)備技術(shù)人員和相關(guān)技術(shù)人員共同在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行協(xié)同合作。在設(shè)備進(jìn)行首次啟動(dòng)時(shí)，必須要經(jīng)過(guò)機(jī)械維修人員、技術(shù)人員和電氣工作人員的認(rèn)可，這樣方能進(jìn)行機(jī)電調(diào)試。為了預(yù)防在這一過(guò)程中出現(xiàn)意外情況，數(shù)字回路的調(diào)試應(yīng)選擇點(diǎn)動(dòng)的方式，在電動(dòng)趨向于穩(wěn)定狀態(tài)后，才能夠?qū)ζ渌O(shè)備進(jìn)行開(kāi)啟和加速。因?yàn)殡姎庠O(shè)備之間存在有連鎖關(guān)系，所以在設(shè)備調(diào)試的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生電路和兩位閥不能正常啟動(dòng)的現(xiàn)象，此時(shí)就需要對(duì)自動(dòng)控制連鎖開(kāi)展分析，直到連鎖得到解除以后，才能夠采用手動(dòng)的方法進(jìn)行調(diào)試。

4 例談DCS系統(tǒng)的故障及排除

筆者認(rèn)為，DCS系統(tǒng)故障可以劃分為硬件故障和軟件故障兩種類(lèi)型。其中軟件故障多半是組態(tài)故障或程序出現(xiàn)BUG而形成的故障，其中組態(tài)故障在DCS系統(tǒng)中比較多見(jiàn)，基本上都是因?yàn)樯婕叭藛T輸入組態(tài)出現(xiàn)錯(cuò)誤所導(dǎo)致的，通常DCS系統(tǒng)的軟件中都可以對(duì)故障進(jìn)行分析，觀測(cè)是哪一步出現(xiàn)錯(cuò)誤。值得注意的是，程序故障通常都和工藝連鎖之間存在關(guān)聯(lián)性，因?yàn)楣に噷?duì)控制沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的要求而出現(xiàn)故障;硬件故障就是控制器、電源、相關(guān)模塊等所日常運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的故障（涵蓋有現(xiàn)場(chǎng)線路的故障），其中電源故障通常是因?yàn)殡娏μ峁┑幕芈烦霈F(xiàn)跳閘、儀表電源柜跳閘、24V電源故障、UPS故障等原因所導(dǎo)致。線路故障，通常是因?yàn)榻泳€端子處出現(xiàn)松動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線毀壞或者現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備出現(xiàn)故障所導(dǎo)致的?？湍K故障，通常是元器件自身質(zhì)量和使用過(guò)程中操作不當(dāng)所導(dǎo)致的。

接下來(lái)，筆者就日常工作中遇到的某一真實(shí)案例開(kāi)展分析。

案例分析：某企業(yè)使用的是DeltaV控制系統(tǒng)，在進(jìn)行檢修確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)啟，此時(shí)，工藝操作人員突然發(fā)現(xiàn)很多油罐的溫度均達(dá)到了儀表顯示的極值，同時(shí)本來(lái)應(yīng)該顯示成綠色的字體變成了紅字，并且發(fā)出閃爍警報(bào)，在這一情況下，馬上通知了維護(hù)工作人員和儀表管理人員。

故障的判斷和排除：首先，工作人員需要盡快確定是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（涵蓋儀表控制柜當(dāng)中的接線和卡件部分）的故障還是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素造成的故障。經(jīng)檢測(cè)，工作人員并未發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件存在有任何問(wèn)題，但是，使用萬(wàn)用表測(cè)有關(guān)線路的溫度顯示為極值的電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)，電阻存在問(wèn)題。所以現(xiàn)場(chǎng)工作人員及時(shí)就這些電阻進(jìn)行了更換，最后就被替換下的電阻進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，其中一個(gè)電阻的絕緣損害，金屬導(dǎo)線接觸到了線路中的鍍鋅保護(hù)管發(fā)生接地，在進(jìn)行電阻更換處理后，DCS系統(tǒng)完全恢復(fù)了正常。

5 結(jié)束語(yǔ)

整體來(lái)講，針對(duì)DCS系統(tǒng)的安裝、調(diào)試以及故障檢測(cè)和排除，是保障該系統(tǒng)順利運(yùn)行的重要前提，因此，有關(guān)工作人員必須要對(duì)此項(xiàng)工作高度重視，只有這樣，才能讓DCS系統(tǒng)在使用過(guò)程中發(fā)揮最大的作用，為相關(guān)企業(yè)帶來(lái)更加豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

許昂（1992-），男，漢族，山東日照市，本科，初級(jí)工程師職稱(chēng)，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

劉瑾瑾（1987-），女，漢族，河南周口市，本科，初級(jí)工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。