DCS系统常见故障分析及处理措施探讨

许明华

摘 要：基于阐述分析DCS系统构造的基础上，论述了DCS常见故障以及提出有针对性防范措施。对DCS系统安全运行、日常维护和技术监督有一定的参考作用。

关键词：DCS系统；信息技术；常见故障；解决措施

DCS是集合了网络技术、计算机技术及控制技术于一体的综合技术，被称之为分散控制系统。随着信息化技术的不断发展，在工业领域具体应用中逐步体现出了集中操作、配置灵活、分散控制等诸多优特点，进一步提高了生产效率和人工成本。

1 DCS系统构造

一般来说，最为基本的DCS系统结构包括现场控制站、操作员站、工程师站、Foxboro代理和系统网络四大组成部分。除此之外，还有扩充生产管理和信息处理功能的信息网络以及实现现场仪表、执行机构数字化的现场总线网络。具体如下图所示：

现场控制站是DCS的核心，是实现对过程现场I/O处理的直接数字控制器，对生产现场发生的过程量作数字采集和贮存，通过网络向上传送。

操作员站是实现为系统的运行操作人员提供人机界面，帮助操作员了解现场运行状态，各种运行参数的当前值，是否出现异常情况等。而操作员站上的软件功能主要完成运行操作人员所发出的各个命令的执行、报警的处理、对现场各类检测数据的集中处理等。

工程师站一般是DCS整个系统中比较特殊的功能站，在工作中对DCS进行应用组态。随着生产的不断需要，应用组态是DCS系统中必不可少的环节，在系统中设置人机界面来实现人对系统的管理与监控，所有这些都是组态所要完成的工作。

DCS的系统网络是把现场控制器和人机界面连成整体系统的结构。在地理位置上，有的可达几百米，结点可以分散配置。

2 DCS常见故障分析及解决措施

2.1 电源和接地出现问题

一般地，在生产中DCS经常见到的故障体现在电源及接地方面。比如，DCS系统信号跳变、硬件烧坏，这很大程度上是出现了和接地系统有关造成的。出现后，系统干扰大，控制系统易误发信号，还易使模件损坏。

可以采取的措施为：在DCS的系统接地时，要遵守生产厂家技术要求；进入DSC系统控制信号的电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆，并要同动力电缆分开敷设且有良好的单端接地。

2.2 控制和I/O总线出现的问题

这种情况一般会出现在机组停机大修过程中，比如说发现生产中某个运行中的机组柜内有CONTROL WAY 故障，其A路CONTROL WAY的电压由4.3VDC下跌至2.6VDC，逐块拔出与CONTROL WAY直接有关联的网络处理卡INNPM01和多功能处理卡MFP03检查，发现是由PCU40 MODULE 6的MFP03故障引起，更换该卡件后正常。

而I/O扩展总线故障是由上下机架扁平连接线松动引起的，导致部分I/O模件与主模件失去通讯。此时采取的措施为在停机时采用扁平线式改为紧固的插槽式结构。

2.3 通信网络出现的问题

一般来说，通信网络出现的问题主要集中在地址标识错误、就地总线故障和节点总线故障上。如果出现了上面的任何一种情况就会导致通信网络系统的问题，比如在环境工作恶劣时，由于工作人员的误动影响产生。

此时应该采取的措施为：采用双路冗余配置的方式，或者把就地总线和设备联接点进行处理，在拆装设备时不要影响总线的运行。工作人员在维修时应根据环境的变化采取必要的措施防止误动的发生。

2.4 DCS软件自身出现的问题

举例来说，某DCS系统在调试中没有对测点品质参数修改，结果导致了模拟量测点只有在断线的情况下才认为是坏品质测点，未充分起到品质校验功能，出现了软件自身的故障。除此之外还有一种情况是控制系统画面组态时，当我们在双击grab组态工具以后，弹出 c++错误窗口无法正常使用。

出现这两种故障可以采取的措施为：要及时对所有测点品质参数进行重新的设置，进一步提高设备运行的可靠性；同时从其他机器拷贝文件覆盖后，工具恢复正常。因为grab 非正常退出后保留了错误的信息在grab.ini 文件中。

3 总结

经过上面的综合阐述分析得知，DCS系统是一种新型的控制系统，随着科技的进步正向着多元化、开放化等方向发展，并可通过以太网将DCS系统和企业管理网上面相连，实现实时数据上网，成为过程工业自动控制的主流。

但是在被广泛应用的同时还要做好平常的维护保养工作，所谓的维护保养就是指日常巡检、软件管理、备件管理等。组态和修改按规定执行时应备份修改信息，防止因数据丢失所引起的故障。

在抗信号干扰上要尽可能地让动力设备与接地线保持一定的距离；或者采用双回路冗余电源系统为DCS供电，保持UPS的不间隔供电。在DCS系统软硬件系统运行和管理方面要做到运行、检修双结合的管理原则，定期进行大检修，如软件备份、清扫电源、零部件清洁等。

参考文献

[1]张波，向贤兵，曾蓉.DCS的系统状态诊断与维护[J].自动化应用，2013，（12）：54-56.

[2]汪錫权.探讨DCS系统常见故障分析及维护措施[J].科技与企业，2013，（7）：307.