DCS系统管理与实践

胡天南

【摘 要】集成电路是DCS系統的主要组成部分，在长期运行过程中会受到温度、电磁、湿度、粉尘、氧化、电源干扰等不利因素的影响，会使DCS系统各个部件发生老化以及失灵的现象，会对整个系统造成影响。所以为了确保系统稳定运行，必须要加强DCS系统管理。因此，本文主要介绍DCS系统管理的重点环节和部件，并提出DCS系统的管理与实践，旨在保证DCS系统健康稳定运行。

【关键词】DCS系统;系统管理;管理与实践;稳定运行

中图分类号： TP273 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）03-0235-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.098

0 引言

集散式控制系统（DCS系统）主要以现代计算机技术为基础，运用相关算法以及高新技术，对生产过程进行集中管理与操作，并且对关键部件实现分散控制。从DCS系统结构来说，该系统是一个基于多层信息网络的纵横分散控制系统，虽然全长规模以及控制部件众多，但是DCS系统能够把这些系统连接起来，并进行数据采集与传输，让不同的信息经过转换后能够共建共享，完成管理、控制和决策。在系统运行过程中，不可避免地会受到一些不利因素的影响，因此对DCS系统进行管理与实践显得至关重要，并且具有现实意义。

1 DCS系统管理

1.1 硬件管理

1.1.1 过程通道

I/O模块在过程通道中是容易发生故障的模块。当I/O模块发生故障时，一般系统经过自我诊断就能进行故障排查，当发生这类问题是相关技术人员通过更换配套模块即可解决。对于工厂的工作人员来说，很难判断模块中的哪些故障导致了模块的异常工作。原则上，当I/O模块发生损坏，该企业应该第一时间通知生产制造商或者经销商，让其配备专门人员进行售后服务，因为企业维修人员对这样高精密的仪器技术水平可能达不到相关要求。再者来说，生产商为了保密该项技术，I/O模块一般不能进行直接拆卸，是与其他模块一体的。通常I/O模块在调试和运行的初期，由于设备本身的质量问题和人员操作的问题，会产生许多异常情况。一般来说，经过一段时间的系统运行，设备的运行状态将逐渐稳定。

1.1.2 就地设备

当就地设备发生故障时，一般按企业内常规故障处理方式进行处理。由于图像不能完全显示，因此当控制设备发生故障时，操作人员很难及时检测到，只有当设备出现异常或发出警报时才会发现，这对企业运营管理人员的工作经验和技术水平提出了更高的要求。因此，操作人员应细心分析设备发生故障前后的基本状态，以便能够准确、快速地处理故障。目前，虽然DCS系统基本实现各个部件的热插拔，但是在系统运行过程中，不在紧急情况下不要进行热插拔。在进行系统管理与维护过程中，操作人员必须穿戴劳保用品，对就地设备进行维护与管理。

1.1.3 操作员站设备

设备在运行过程中由于受不可知因素影响，有可能会出现设备失灵及死机现象，此现象出现与系统无关，因此首先要检查相关硬件设施设备。导致设备失灵的原因很多，如内存条松动、硬盘有坏道、冷却风扇运转失常等，当然有时也会发生人为事故。通常在修改逻辑控制、重新启动系统或下载软件时，容易发生操作故障，从而导致设备的异常操作或设备系统的瘫痪。因此，工作人员应认真规范操作，相关系统管理人员要不断进行规章制度的教育工作，将相关工作落实到位。

1.1.4 鼠标及键盘

由于鼠标的发明和使用的普及性，大多数操作都是通过鼠标完成的。鼠标发生磨损的可能性较大，并且高频次的经常性使用，会加快鼠标的损坏，所以必须有几只鼠标备用。当鼠标指针失灵时，应及时重新启动计算机，如果鼠标指针仍然失灵，应立即停止使用并更换新鼠标。键盘故障主要是由于键盘触点、连接线以及接口问题，用新的键盘替换旧的键盘可以很容易地处理它。鼠标键盘硬件的管理较为简单，但是也不容忽视其重要程度。

1.1.5 电源

随着科学技术的不断发展，电源技术也是更新换代较为频繁，DCS系统发生该故障越来越少，可能出现的主要问题是插头与插座接触不良。因此为了彻底杜绝此类现象的发生，尽量使用空气开关，并定期对空气开关进行检查。电源硬件发生故障的频率最低，但是一旦发生断电会对整个系统造成重大影响，所以要对电源就行重点管理。

1.2 软件管理

（1）电子设备受环境温度、电磁、湿度、振动、氧化的影响很大。因此，要保证DCS主控室的环境条件不会对设备及系统产生硬性，这样可以让其发挥较长的使用寿命，有效保证了系统的安全运行。相比之下，就地设备的工作环境相对较差，采取有效措施改善就地设备的运行环境，同样对提高系统和设备的使用寿命具有重要的现实意义。

（2）严格执行工作票制度。在维护和修理某个运行设备时，要有规范的隔离和保护措施，防止在维修过程中发生人员伤亡的事故。

（3）应用软件以及系统收集的数据要进行及时备份。如果数据库被修改，为了确保数据的安全性，要将相关重要数据拷贝出计算机，以防丢失。

（4）功能测试和软件检查。为了认真测试软件的功能，按照设备说明逐级检查各层的权限，对DCS系统软件和应用软件要进行规范化管理，必须按照审批授权制度进行软件的更新和升级。责任人。在系统软件或者应用软件更新和升级之前，要备份后才能进行此项工作。禁止在DCS系统上下载不安全软件以及其他与系统无关的软件。要经过相关人员准许后才能插入移动磁盘，并且系统要装载防毒软件，防止系统被恶意入侵。

（5）当操作站发生故障时，应及时调度运行正常的操作站进行阶梯，并可以快速地对系统故障进行分析和现场处理。如果不能排除异常，应根据现场实际情况果断处理。当同一故障发生在系统的各个监测站时，要及时向上级部门报告并且关闭设备，并要求厂家到事故现场及时检查和修理。

1.3 人员管理

1.3.1 人员培训

规范相关人员的培训和学习。维护人员要对系统的硬件和软件组成有清楚地了解，并且熟悉网络拓扑结构以及相关系统软件和应用软件的使用方法，熟练掌握各种仪表布线方式，现场仪表发生故障时能够及时排查诊断;操作人员要熟悉DCS系统的操作界面，熟悉记忆各类生产控制指标，熟记历史趋势曲线存取，对工艺及设备各项指标超限时能够及时反应并进行处理。

1.3.2 巡回检查

要求每天至少检查一次计算机房。巡视检查工作主要包括：询问操作员是否有警报，各项指标是否在正常范围内，系统操作是否无卡顿现象;计算机房是否有气味和噪声;观察系统的操作历史和报警记录;测试机房温度是否正常;检查灭火器摆放及使用是否正常;检测空气开关处温度是否在正常范围内;观察机房墙体密封是否完整等。将检查检测结果一一记录，并及时向上级汇报检查情况。

1.4 停机管理

（1）检查并拧紧各个连接段。经过调查有因为DP总线接头没有拧紧导致模块离线的现象。

（2）检查接地线。拧紧各种接头和螺丝螺母。

（3）除尘。包括系统控制柜、主机和操作站等主要部件，一般使用空气将灰尘吹出。

（4）数据库修改和下载。

（5）系统备份。要对系统的组态文件进行备份，将其数据拷贝到移动硬盘当中，并要妥善保管备份数据。

（6）UPS充放电试验、空调滤网灰尘清理。如果条件允许，可以清洁外空调机组。

（7）查杀病毒木马。通常DCS系统要使用微软的MSE杀毒软件，眼睛使用其他品牌的杀毒软件，虽然在电脑操作系统中会经常用到各种各样的杀毒软件，但其安全性以及可靠性得不到保障。

（8）通道点检。通常，所有信号模块的所有通道都不可能全部测试，所以要随机采样，并用高精度标准仪器将信号输入通道，上位机应该是正常状态下指示参数，并按照规范认真填写DCS确认表。

（9）冗余切换测试。其中包括电源、控制器、服务器、网络的冗余切换。我们通常用来模拟最坏的情况，如电源故障和硬件损坏，以便测试：对于电源系统，UPS电源和工厂电源开关分别被切断时的状况。在开关测试时，应仔细观察系统电源、系统控制柜、系统网络、互供电源、服务器在不同状态下的运行情况，检查监控数据能否正常刷新，检查操作指令的发送以及执行是否正常，并对上述检查结果进行详细记录。

2 DCS系统管理常见问题及解决办法

2.1 无故监控画面退出

造成这一问题的主要原因是硬件和软件的兼容性差，物理内存和虚拟内存在长时间运行条件下导致空间的减少或不足，最终使系统自动退出;还有一种可能是系统硬盘碎片较多，导致空间不足，在读取文件时需要耗费大量时间进行搜索;此外还有就是人为因素导致，操作人员操作不规范致使监控系统自动退出。针对以上监控画面无故推出的产生原因，我们要及时清理空间内存，及时删除系统运行产生的垃圾文件，严格规范操作人员的操作规程，减少人为不可知因素。

2.2 组态文件丢失

主要原因是系統长时间运行，备用锂电池已经没有充放电功能，电池失效，配置数据可能丢失。为解决这一问题，要定期检查电池使用寿命，并进行及时更换。

2.3 通信故障

主要原因是系统是基于以太网，当使用用户增多时，分配到每个用户的可用宽带流量减少，导致网络负荷量较大，会发生信息传输的冲突和堵塞，对系统运行产生严重影响。为了解决这个问题，需要对DPU硬件通信卡进行升级，优化通信协议和网络交换机。

3 结语

没有DCS系统总是安全稳定的，同样也没有解决方案是完美一劳永逸，对DCS系统出现的各种情况要及时做出反应，在日常工作中要重视DCS系统的管理工作以及维护工作。时刻保持清醒头脑，保持积极地工作热情。一时的疏忽和运气往往导致灾难。善于思考，善于总结，提高安全意识，提高业务能力，保证管理工作有条不紊进行，进而使DCS系统健康稳定运行。

【参考文献】

[1]祁春念.DCS系统在PVC装置自动化控制中的应用[J].自动化应用，2018（06）：31-32.

[2]杨敏，李惠欢.百万亿次高性能计算系统管理和应用的实践[J].软件工程，2018，21（02）：24-26+17.

[3]施大阳.太仓电厂DCS系统升级方案选择及实施效果研究[D].华北电力大学，2016.

[4]马潇.论DCS系统运维管理风险及防范对策[J].南方农机，2015（01）：79-80.

[5]孙勇.DCS系统过程控制功能的设计与实现[D].厦门大学，2013.