探讨DCS系统常见故障分析及维护措施分析

张莹

摘要：伴随着经济的发展，科学技术取得飞速发展，各种新技术、新材料以及新工艺在各行各业的发展建设过程中发挥着至关重要的作用。DCS系统在大型炼油厂的实际运行过程中发挥着至关重要的作用。笔者结合多年炼油厂工作经验，从DCS系统中常见的故障分析着手，对各环节故障的解决措施做了简单介绍。

关键词：DCS系统；故障；维护；措施

中图分类号：C35文献标识码： A

一、炼油厂DCS系统常见的故障分析

（一）炼油厂DCS网络通信故障

DCS网络通信故障是DCS系统中常见的故障，其故障类型主要有：第一，网络堵塞。如果节点顺利连接到DCS的通信网络，此时必须有网络接口，数据传输的方式以广播和询问的方式为主，数据传输过程中某个节点回乡其他节点询问数据，如果该数据不存在，就会导致网络堵塞问题；第二，网络通信介质受到损坏后引发通信故障；第三，DCS 系统中组态作业形式与实际标准不符；第四，硬件升级后，与实际驱动程序不匹配，导致DCS网络通信堵塞；第五，历史数据中负荷率和内存使用过高，数据传输频率增加后，会出现严重的网络堵塞问题。

（二）硬件故障

DCS系统中硬件故障通常有以下类型：第一，鼠标操作失灵；第二，控制操作失败；第三，操作员站死机；第四，键盘功能不正常；第五，打印机不工作；第六，过程通道故障。过程通道故障时硬件系统故障中的典型代表，对DCS系统的正常运行有极大的影响，其中各模件本身长时间工作后，各元器件出现老化和损坏等问题；模块与底座接插不严密；拨码开关错误；硬件接线与实际信号不匹配；外部信号接地或者较强的信号窜入卡件。

（三）软件故障的种类

炼油厂DCS系统中软件故障主要表现为：第一，主机和辅助机械设备上CPU组态信息存在较大的差异。某炼油厂修改组态信息后，以单侧CPU组态为主，导致CPU初始化失败；第二，数据库点组态与对应通道连接信息之间存在较大的差异；第三，网络通信信号较差，导致系统管理混乱；第四，打印机受诸多因素的影响出现打印失败等问题；第五，计算机通电之后，硬件板块出现故障问题；第六，更换一次元件之后，与之有关的变量参数与更换后的元件不符；第七，设备工作异常，系统工作但是现实的相关数据与对应测试点值不一样。

（四）电源故障产生的原因

电源系统一旦产生故障将严重影响DCS系统的正常运行，总之，电源系统是DCS系统的生命线，主要电源发生故障后，DCS系统的保护逻辑和其他控制逻辑将会产生极大的混乱。电源系统主要存在的问题有：第一，电源接线头没有利用压接方法接线，或者压接不牢固，导致电源接线头位置出现接触不良问题；第二，受热循环的影响，电源接头位置产生松动问题，电源接头松动会直接导致汽机侧控制系统失去原有的功效；第三，螺栓连接点受振动作用的影响导致该连接位置松动；第四，连接点位置出现腐蚀问题，导致接触不良；第五，电源线阻抗增强，绝缘增失去原有的功效；第六，地级电阻增强，与地网分开；第七，电源模块本身存在故障因素。

二、炼油厂DCS故障的维护措施

（一）炼油厂DCS网络通信故障的预防措施

DCS网络通信故障均与网络通信负荷率较高、控制器负荷率偏高等有直接关系，目前，我国炼油厂还没有直接有效地手段解决在线监测控制器负荷率和网络通信负荷率偏高的问题，要想明确该类问题产生的原因还比较困难，在日常工作中必须加强对DCS系统的维护显得尤为重要：第一，利用网络测试仪在预定的时间内对DCS系统及主系统连接的相关系统进行在线测试，了解所有系统正常运行过程中的通信负荷率；第二，利用机组检修时间检查DCS系统中DPU和操作员站的实际运行状态，发现问题及时采取有效解决措施处理；第三，采用双层网结构，进一步提高网络的可靠性和安全性；第四，在预定的时间内检查系统风扇是否处于正常运行状态；第五，结合25项预案要求，做好DPU死机、网络通信系统实效等事故预想；最后，在升级炼油厂DCS系统的过程中必须做好前提调研工作，完善升级方案的同时，采取相应技术措施和安全措施。

（二）硬件故障的处理措施

DCS维护人员在明确DCS系统中硬件故障后，应该采取有效的解决措施，为系统的安全运行提供动力保障。如果鼠标操作失败，维修人员应该技术更换鼠标，采用串口鼠标代替原来使用的鼠标既可以解决鼠标操作失败的问题；当控制器操作失败后，维修人员应该在检查过程通道是否正常运行后，重启初始化操作员站；如果操作员站死机，维修人员应该及时更换内存条；键盘操作异常，工作人员应该及时对键盘进行清理检查，必要时更换新的键盘；如果打印机不工作，工作人员首先应该检查计算机设置和打印机设置是否合理，保障设置的正确性后，维修人员还应该保证墨盒内有足够的备品，为打印机的正常运行提供保障。

另外，面对过程通道中出现的故障，工作人员应该从以下方面着手：第一，保障硬件的运行环境与相关标准保持一致；第二，机组处于正常运行状态下，减少人为切换频率；第三，保证日常维护和检修过程中没有静电作用，严格按照相关要求完成系统的检修和维护管理工作，如果冷却风扇等不见出现问题，必须及时采取有效解决措施，及时控制故障的影响范围；第四，电子间和工程师站等位置杜绝使用大功率无线电通信设备；第五，DCS系统中必须使用UPS电源或者保安电源，保障各位置电压的稳定性；最后，如果某位置硬件反复出现同样的故障，应该及时与生产厂家保持联系，发现有问题的硬件应该立即停用并通报处理。

（三）软件故障的解决措施

DCS系统中软件故障大部分有软件自身存在的问题引起。通常情况下，如果DCS系统已经完成了系统投运阶段的调试工作，并且软件已经重新升级，那么，应用软件的程序将变得十分复杂，工作量增大后，组态人员的工作出现严重的交叉问题，因此，软件难免会出现各种故障。炼油厂DCS系统的软件由系统软件和数据库软件共同组成。系统软件主要作用与组态系统和安装工作站；组态软件主要作用与炼油厂过程监控。只有明确以上问题DCS维护人员才能具有针对性地采取有效的解决措施，为解决软件系统的实际故障打下坚实的基础。因此，维修人员应该在新机组调试和机组检修改造的过程中，做好详细的维修方案，更具方案内容，完成各维修项目之间的交底工作，减少人为因素引发的软件故障。

（四）电源故障的解决措施

为了保障炼油厂DCS系统的正常运行，DCS维护人员在明确电源故障的种类及其产生的原因之后，还应该明确了解电源在DCS系统中的实际作用，为全面提高电源系统的稳定性打下坚实的基础。电源系统一旦发生故障，DCS系统将受到严重的影响，尤其是电源模块在长期使用之后，电子元器件使用时间到期，电源模块非常容易发生各种故障。为解决电源使用中接线接头基础不良以及螺栓连接点松动等问题，维修人员必须做到以下几点：第一，选用优质的电源模块，在保障电源模块质量后，科学合理地配置机柜电源，提高电源的冗沉率；第二，安排专业检修人员定期检查电源输出的电压；第三，安排专业检修工作人员在预定的时间内检查电源回路，检查是否出现无接线问题；第三，结合电源运用的实际情况，建立有效的管理档案，对电源进行有效的寿命管理，在保障电源寿命符合运行要求后，及时更换不能使用的电源。

结束语

总之，DCS系统在炼油厂生产经营过程中发挥着至关重要的作用。要想进一步提高炼油的实际运行效益，企业必须在明确DCS系统中各种故障的前提下，针对故障采取有效维护措施，为提高炼油厂的生产效益打下坚实的基础。

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