DCS控制系统与常见问题分析处理

李忠明

摘 要：DCS分散控制系统具有通用性强，使用灵活，功能完善的特点，在火电机组控制中广泛的应用，但在DCS控制系统在频繁的应用中极易出现问题。针对这些问题，该文通过实际应用，分析处理办法，为现场工作提出借鉴。

关键词：DCS  控制系统  问题分析

中图分类号：TP23    文献标识码：A  文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0068-01

DCS（Distribution Control System）系统也叫分散控制系统，是通过微处理机系统，集数据的收集、处理、分析、监控、记录等为一身，控制危险分散、操作管理集中的，数据控制处理系统。它集中了当代先进微处理器技术、CRT图形处理技术、信息处理技术、通信技术和数控技术，在我国很多科研与工程领域都有应用，为我国的建设做出了巨大贡献。

目前应用在我国火电机组中较为广泛，本文以日立HIACS—5000M为例，分析DCS系统目前存在的问题。

1 DCS在我国火力发电机组上的应用介绍

分散控制系统DCS最早应用在我国是出现在大型机组上，而随着DCS的标准化与国际化，火电机组的中小机组也实现了DCS改造。随着DCS控制系统的应用推广，其功能涉及到了机组外的辅助系统，推动了发电系统的自动化进程，现实出了DCS系统的重要性。由于其在整体生产上的操控作用的地位，其使用性、质量、保养与监测也引起了人们的重视，对其在生产中出现的问题要格外小心。

日立HIACS—5000M系统是日立公司在电力、化工、轻工、冶金等行业经过数十年的实践与研究生产的具有自身品牌特征的控制系统。在火电机组上，已经开发并应用了200 MW，300 MW，600 MW等单机大容量燃油、燃煤，甚至核电的发电机组分散控制系统。该系统可以完成数据采集、模拟量控制、炉膛安全检测与控制、顺序控制系统、数字处理系统等等，通过将数据全面一体的手机，实现了对数据的实时控制、收集与处理，形成一体化系统。

2 DCS控制系统与常见问题

以日立HIACS—5000M为例DCS分散控制系统，往往会遇到以下问题。

2.1 本身缺陷

每个机械使用都有其环境与特点，即便是型号相同的机械，仍然有其使用环境的差异，因此，在一个控制系统出厂的时候，就不是万能的，不是通用的，软件上的设计缺陷或是安装上的缺陷，不可避免。一些数据收集工具，对于外部环境的要求较高，，容易造成差异。

2.2 计算机系统中出现的问题

由于要通过计算机控制与处理，数据反馈的量又是巨大的，其中系统的差错也是经常出现。对于系统自身，就会出现这样那样的问题，例如，系统中的权限不同造成的访问差异与数据冲突。又如，数据的共享渠道不畅通的问题，网路出现连接不上的问题。还有计算机数据处理时因为某些数据的缺失与不合理，造成系统显示error的问题。

2.3 逻辑处理中出现的问题

一是逻辑“NEW”编译后控制器间无法通讯。二是逻辑比较功能出错。三是两个通讯点出错。四是画面组态常出现问题。五是操作端出现数据混乱。

2.4 DCS本身出现的问题

一是电源出现的问题，例如电厂在基建时，DCS系统接地网设计及安装存在问题，DCS系统运行后热电阻、温度测点出现不稳现象。又如，电源连线的松动使得系统在运行时出现干扰与时滞。再如，一个设备出现故障，没有UPS电源，造成数据的丢失与断档。

二是系统不配套。例如某机组是90年代生产投入使用的，对于当前的DCS系统不配套，DCS系统就容易造成死机。又如，对于小容量的DCS控制系统，配在大容量的热控机组上，由于不配套，信息不能正确显示，甚至根本无法使用。

三是DCS网络故障。例如某电厂控制系统，由于多次系统升级改造，增加了数据测点和控制回路，系统负荷率达到了90%，造成了网络数据的眼中堵塞，多次出现死机的问题。又如，某电厂信号控制总线单一，信号控制功率变化异常，造成了网络信号不稳，控制系统失灵。

2.5 人为因素造成DCS控制系统出现误差的问题

对于现在任何系统，首先都需要人的操作与管理，DCS还做不到完全的自动化，自然人为因素造成的故障也不可避免。一般表现在以下几个方面：一是未按规程规定执行工作步骤操作。二是业务不熟，人员误操作。三是管理制度不完善，造成的责任不清。

3 DCS系统维护措施

通过以上分析，可以看出，DCS控制系统的故障主要出在系统与人为上面，针对这些问题，建议做出以下改进。

3.1 DCS分散控制系统针对选型

新建机组的数据需要配套的仪器，DCS系统也应该针对不同的机组有所侧重，例如控制器的侧重点要考虑稳定性与负荷率，还有数据有效标准。通讯总线的负荷率一定要符合合理的范围，控制器的负荷能力要保持均衡，必须在设计与使用前要避免超负荷的情况。

在正式使用前要反复的进行调试，对于有隐患的地方要及时发现，及时调整。

在DCS分散控制系统的配备上，要提高标准，为后续工作打好基础。

3.2 做好DCS控制系统的逻辑分配

首先，在控制系统上要设计均衡的控制，不能过分集中在某一端的控制器上，要做好冗余设置。

其次，做好电源分配，对电源设计，要做好电路的独立，确保能独立工作，防止使用中的干扰。

最后，分配好DCS系统接口，以免造成通讯拥堵的情况。重点考虑在紧急故障时的数据处理正常。

3.3 充分考虑主辅设备的可靠性

应根据设备与数据的特点和运行环境，做好设备运行的应急准备与单独操作配置，一台完整的系统，其不但要与其他环节做好配合，还要有独立工作的能力。例如，紧急停炉系统的配备，如果在出现故障的时候，不但能与整个DCS控制系统分开，还应该能够在分开后单独操作。且不能取消人机操作界面。尤其是安全预防系统，应做到可以完成单独的安全控制作业。

3.4 做好DCS控制系统的日常维护

首先，对于阀门、线路等重点部位，要正确使用，经常检查，要保证这些设备在特殊的情况下，在失电、失气、失信号或DCS系统失灵的情况下，能够向安全方向动作或保持原位。

其次，专业的维护人员要特别重视软硬件知识的积累，不仅能做到正确操作，还要能够发现问题，熟悉控制器、I/O卡件、电源等设备的操作、维修与保养。

最后，对于易损硬件做好及时的监控，对计算机设备也要做到专人专用，不能交叉使用，以防造成系统故障带来的信息丢失等事故。

3.5 提高DCS操作人员的综合素质

DCS控制系统的使用与维护，应该作为一项完整的工作来抓，对于操作人员，不但要会数据的整理与分析，对于系统的维护与维修也要做到精通，这样才能随时发现问题解决问题。对于操作人员，对信息系统的管理知识也要学习，控制系统与信息系统是相通的，信息系统就是控制系统的大脑，所有的创新，首先要做到软件的创新，这就需要对信息系统的知识有所了解。提高创新能力也是DCS控制系统不断完善的要求。

参考文献

[1] 李浩波.集散型控制系统在黄磷电热炉生产中的应用[J].四川有色金属，2011（4）.

[2] 吴泽生，吴艳萍.数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备，2004（1）.

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