探討DCS系統常見故障分析及維護措施分析

張瑩

摘要：伴隨著經濟的發展，科學技術取得飛速發展，各種新技術、新材料以及新工藝在各行各業的發展建設過程中發揮著至關重要的作用。DCS系統在大型煉油廠的實際運行過程中發揮著至關重要的作用。筆者結合多年煉油廠工作經驗，從DCS系統中常見的故障分析著手，對各環節故障的解決措施做了簡單介紹。

關鍵詞：DCS系統；故障；維護；措施

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一、煉油廠DCS系統常見的故障分析

（一）煉油廠DCS網絡通信故障

DCS網絡通信故障是DCS系統中常見的故障，其故障類型主要有：第一，網絡堵塞。如果節點順利連接到DCS的通信網絡，此時必須有網絡接口，數據傳輸的方式以廣播和詢問的方式為主，數據傳輸過程中某個節點回鄉其他節點詢問數據，如果該數據不存在，就會導致網絡堵塞問題；第二，網絡通信介質受到損壞后引發通信故障；第三，DCS 系統中組態作業形式與實際標準不符；第四，硬件升級后，與實際驅動程序不匹配，導致DCS網絡通信堵塞；第五，歷史數據中負荷率和內存使用過高，數據傳輸頻率增加后，會出現嚴重的網絡堵塞問題。

（二）硬件故障

DCS系統中硬件故障通常有以下類型：第一，鼠標操作失靈；第二，控制操作失??；第三，操作員站死機；第四，鍵盤功能不正常；第五，打印機不工作；第六，過程通道故障。過程通道故障時硬件系統故障中的典型代表，對DCS系統的正常運行有極大的影響，其中各模件本身長時間工作后，各元器件出現老化和損壞等問題；模塊與底座接插不嚴密；撥碼開關錯誤；硬件接線與實際信號不匹配；外部信號接地或者較強的信號竄入卡件。

（三）軟件故障的種類

煉油廠DCS系統中軟件故障主要表現為：第一，主機和輔助機械設備上CPU組態信息存在較大的差異。某煉油廠修改組態信息后，以單側CPU組態為主，導致CPU初始化失??；第二，數據庫點組態與對應通道連接信息之間存在較大的差異；第三，網絡通信信號較差，導致系統管理混亂；第四，打印機受諸多因素的影響出現打印失敗等問題；第五，計算機通電之后，硬件板塊出現故障問題；第六，更換一次元件之后，與之有關的變量參數與更換后的元件不符；第七，設備工作異常，系統工作但是現實的相關數據與對應測試點值不一樣。

（四）電源故障產生的原因

電源系統一旦產生故障將嚴重影響DCS系統的正常運行，總之，電源系統是DCS系統的生命線，主要電源發生故障后，DCS系統的保護邏輯和其他控制邏輯將會產生極大的混亂。電源系統主要存在的問題有：第一，電源接線頭沒有利用壓接方法接線，或者壓接不牢固，導致電源接線頭位置出現接觸不良問題；第二，受熱循環的影響，電源接頭位置產生松動問題，電源接頭松動會直接導致汽機側控制系統失去原有的功效；第三，螺栓連接點受振動作用的影響導致該連接位置松動；第四，連接點位置出現腐蝕問題，導致接觸不良；第五，電源線阻抗增強，絕緣增失去原有的功效；第六，地級電阻增強，與地網分開；第七，電源模塊本身存在故障因素。

二、煉油廠DCS故障的維護措施

（一）煉油廠DCS網絡通信故障的預防措施

DCS網絡通信故障均與網絡通信負荷率較高、控制器負荷率偏高等有直接關系，目前，我國煉油廠還沒有直接有效地手段解決在線監測控制器負荷率和網絡通信負荷率偏高的問題，要想明確該類問題產生的原因還比較困難，在日常工作中必須加強對DCS系統的維護顯得尤為重要：第一，利用網絡測試儀在預定的時間內對DCS系統及主系統連接的相關系統進行在線測試，了解所有系統正常運行過程中的通信負荷率；第二，利用機組檢修時間檢查DCS系統中DPU和操作員站的實際運行狀態，發現問題及時采取有效解決措施處理；第三，采用雙層網結構，進一步提高網絡的可靠性和安全性；第四，在預定的時間內檢查系統風扇是否處于正常運行狀態；第五，結合25項預案要求，做好DPU死機、網絡通信系統實效等事故預想；最后，在升級煉油廠DCS系統的過程中必須做好前提調研工作，完善升級方案的同時，采取相應技術措施和安全措施。

（二）硬件故障的處理措施

DCS維護人員在明確DCS系統中硬件故障后，應該采取有效的解決措施，為系統的安全運行提供動力保障。如果鼠標操作失敗，維修人員應該技術更換鼠標，采用串口鼠標代替原來使用的鼠標既可以解決鼠標操作失敗的問題；當控制器操作失敗后，維修人員應該在檢查過程通道是否正常運行后，重啟初始化操作員站；如果操作員站死機，維修人員應該及時更換內存條；鍵盤操作異常，工作人員應該及時對鍵盤進行清理檢查，必要時更換新的鍵盤；如果打印機不工作，工作人員首先應該檢查計算機設置和打印機設置是否合理，保障設置的正確性后，維修人員還應該保證墨盒內有足夠的備品，為打印機的正常運行提供保障。

另外，面對過程通道中出現的故障，工作人員應該從以下方面著手：第一，保障硬件的運行環境與相關標準保持一致；第二，機組處于正常運行狀態下，減少人為切換頻率；第三，保證日常維護和檢修過程中沒有靜電作用，嚴格按照相關要求完成系統的檢修和維護管理工作，如果冷卻風扇等不見出現問題，必須及時采取有效解決措施，及時控制故障的影響范圍；第四，電子間和工程師站等位置杜絕使用大功率無線電通信設備；第五，DCS系統中必須使用UPS電源或者保安電源，保障各位置電壓的穩定性；最后，如果某位置硬件反復出現同樣的故障，應該及時與生產廠家保持聯系，發現有問題的硬件應該立即停用并通報處理。

（三）軟件故障的解決措施

DCS系統中軟件故障大部分有軟件自身存在的問題引起。通常情況下，如果DCS系統已經完成了系統投運階段的調試工作，并且軟件已經重新升級，那么，應用軟件的程序將變得十分復雜，工作量增大后，組態人員的工作出現嚴重的交叉問題，因此，軟件難免會出現各種故障。煉油廠DCS系統的軟件由系統軟件和數據庫軟件共同組成。系統軟件主要作用與組態系統和安裝工作站；組態軟件主要作用與煉油廠過程監控。只有明確以上問題DCS維護人員才能具有針對性地采取有效的解決措施，為解決軟件系統的實際故障打下堅實的基礎。因此，維修人員應該在新機組調試和機組檢修改造的過程中，做好詳細的維修方案，更具方案內容，完成各維修項目之間的交底工作，減少人為因素引發的軟件故障。

（四）電源故障的解決措施

為了保障煉油廠DCS系統的正常運行，DCS維護人員在明確電源故障的種類及其產生的原因之后，還應該明確了解電源在DCS系統中的實際作用，為全面提高電源系統的穩定性打下堅實的基礎。電源系統一旦發生故障，DCS系統將受到嚴重的影響，尤其是電源模塊在長期使用之后，電子元器件使用時間到期，電源模塊非常容易發生各種故障。為解決電源使用中接線接頭基礎不良以及螺栓連接點松動等問題，維修人員必須做到以下幾點：第一，選用優質的電源模塊，在保障電源模塊質量后，科學合理地配置機柜電源，提高電源的冗沉率；第二，安排專業檢修人員定期檢查電源輸出的電壓；第三，安排專業檢修工作人員在預定的時間內檢查電源回路，檢查是否出現無接線問題；第三，結合電源運用的實際情況，建立有效的管理檔案，對電源進行有效的壽命管理，在保障電源壽命符合運行要求后，及時更換不能使用的電源。

結束語

總之，DCS系統在煉油廠生產經營過程中發揮著至關重要的作用。要想進一步提高煉油的實際運行效益，企業必須在明確DCS系統中各種故障的前提下，針對故障采取有效維護措施，為提高煉油廠的生產效益打下堅實的基礎。

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