电气自动化DCS系统的安装调试及故障处理

许昂?刘瑾瑾

摘 要：本文首先就电气自动化DCS系统的概念进行阐述，并分析了其在安装、调试环节的相关技术要点，最后基于个人经验，分析了DCS系统的故障处理方法，希望能够为从事相关工作的人员提供一定有价值的参考。

关键词：DCS系统;安装;调试;故障处理

在电气自动化当中，DCS系统是其中的核心部分，是保障电气设施高效稳定运行的重要前提，因此，掌握DCS系统的安装调试技术要点，并学会相关的故障处理技术，是相关工作人员必须要掌握的技能。

1 DCS系统的概念

DCS系统，其本质是一种结合了计算机技术、CRT技术、通讯技术以及控制技术的集散控制技术。DCS系统通常由工程师站、操作站、控制网络以及控制站构成。在此之中，工程师站的功能是为系统维护人员和技术人员服务，理论上来讲，工程师站的权限极高，一般的操作人员无权限。在DCS系统应用过程中，展现出了稳定性强、控制能力好、操作简便、人机界面交互感优秀等诸多优点。当前，在全球范围内，DCS系统非常多见，例如国际上比较有知名度的霍尼韦尔、艾默生、费希尔DCS系统，以及国内自主研发的浙大中控、北京和利时等。

2 DCS系统安装环节技术要点

在DCS系统安装环节，可以将其划分为软件安装和硬件安装两个板块。其中，针对软件的安装主要是将系统软件装入到指定计算机当中，之后根据电力自动化技术要点，进行组态、编译，令其符合生产需要。而硬件的安装则相对较为复杂，主要涉及有以下几个方面。

1）仪表柜的安装技术要点。在仪表柜安装的过程中，对现场环境条件有一定要求。如舍内整洁度、湿度、电气土建施工是否完成等，针对购买的仪表设备，安装人员首先应进行开箱检测，在检测之前，必须要设备管理部门和采购部门的工作人员同时在现场，确认部件来自招标工程当中，在检测完好，三方均无异议后再进行登记签字，并保存相关文件。在正式进行配件柜的安装作业时，应先进行底座安装，通常情况下，底座是由精钢制作的，在安装的过程中，需要有经验的焊工进行配合，保障在焊接作业的过程中钢槽不发生形变，同时底座和室内的距离满足原有的设计要求。在焊接完成之后，需要检测槽钢是否发生形变、是否焊接位置出现毛刺等，做好防腐蚀处理。

2）接线技术要点。接线可以划分成柜内接线和施工现场柜内连线两种操作，柜内接线筒仓使用多芯屏蔽软线，目前国内较为常用36芯或16芯，在接线之前，必须要检测导线上数字标注是否清晰。从现场到控制柜的线缆通常使用1.5mm的阻燃屏蔽电缆，这种电缆通常线芯颜色为黄绿或蓝绿色，因为现场测量和控制量数量较多，所以在柜内接线操作整体比较复杂，需要工作人员在接线的过程中不对绝缘层造成损害，避免出现异常故障。在接线完成以后，工作人员还需要进行校对处理，若此时计算机组态完成，也可以基于计算机所显示的数据进行校对。

3）接地安装技术要点。DCS系统中，其仪表接地可以划分成系统接地、交流保护接地以及安全接地三种类型，其中系统接地对技术要求最为严格，阻值需要控制在1欧以内，通常是在远离电气接地的室外进行地极搭接，并使用扁钢进行焊接（建议采用氩弧焊的方式）。其他接地对阻值的要求均为4欧以内，仪表接地质量的优劣，将会对检测结果带来直接影响，因此施工人员应基于现场实际状況，开展相关工作。

3 DCS系统调试环节技术要点

在DCS系统安装完毕之后，便需要进行调试工作。整体来讲，针对DCS系统的调试大体可以划分成两个部分，即模拟回路调试和数字回路调试，接下来本文就对这两部分内容调试的技术要点进行分析。

1）模拟回路的调试。把DCS系统控制系统开启，之后启动回路测试软件。工作人员从显示器所呈现的画面中，便能准确发现模拟仪表的测量情况（包含测量值显示、数据图像的绘制等），并且还可以观测到控制回路当中的各种数据。同时工作人员可以针对控制方式、数据、给定值等在一定的权限范围内进行更改。值得注意的是，在进行回路调试的过程中，现场工作人员除了需要就显示屏当中所呈现的内容进行关注以外，还需要对仪表执行过程中所涉及的相关机械设备的运行状态进行检测。

2）数字回路的调试。DCS系统中的数字回路，是指电气设备的启动、停止、预开启以及运行状态和仪表盘数据的调试等过程，在这一环节当中，必须要有电气设备技术人员和相关技术人员共同在现场进行协同合作。在设备进行首次启动时，必须要经过机械维修人员、技术人员和电气工作人员的认可，这样方能进行机电调试。为了预防在这一过程中出现意外情况，数字回路的调试应选择点动的方式，在电动趋向于稳定状态后，才能够对其他设备进行开启和加速。因为电气设备之间存在有连锁关系，所以在设备调试的过程中，经常会发生电路和两位阀不能正常启动的现象，此时就需要对自动控制连锁开展分析，直到连锁得到解除以后，才能够采用手动的方法进行调试。

4 例谈DCS系统的故障及排除

笔者认为，DCS系统故障可以划分为硬件故障和软件故障两种类型。其中软件故障多半是组态故障或程序出现BUG而形成的故障，其中组态故障在DCS系统中比较多见，基本上都是因为涉及人员输入组态出现错误所导致的，通常DCS系统的软件中都可以对故障进行分析，观测是哪一步出现错误。值得注意的是，程序故障通常都和工艺连锁之间存在关联性，因为工艺对控制没有达到应有的要求而出现故障;硬件故障就是控制器、电源、相关模块等所日常运行过程中所出现的故障（涵盖有现场线路的故障），其中电源故障通常是因为电力提供的回路出现跳闸、仪表电源柜跳闸、24V电源故障、UPS故障等原因所导致。线路故障，通常是因为接线端子处出现松动、现场导线毁坏或者现场仪表设备出现故障所导致的。卡件和模块故障，通常是元器件自身质量和使用过程中操作不当所导致的。

接下来，笔者就日常工作中遇到的某一真实案例开展分析。

案例分析：某企业使用的是DeltaV控制系统，在进行检修确认无误后开启，此时，工艺操作人员突然发现很多油罐的温度均达到了仪表显示的极值，同时本来应该显示成绿色的字体变成了红字，并且发出闪烁警报，在这一情况下，马上通知了维护工作人员和仪表管理人员。

故障的判断和排除：首先，工作人员需要尽快确定是计算机系统（涵盖仪表控制柜当中的接线和卡件部分）的故障还是现场环境因素造成的故障。经检测，工作人员并未发现计算机软件存在有任何问题，但是，使用万用表测有关线路的温度显示为极值的电阻时发现，电阻存在问题。所以现场工作人员及时就这些电阻进行了更换，最后就被替换下的电阻进行检测后发现，其中一个电阻的绝缘损害，金属导线接触到了线路中的镀锌保护管发生接地，在进行电阻更换处理后，DCS系统完全恢复了正常。

5 结束语

整体来讲，针对DCS系统的安装、调试以及故障检测和排除，是保障该系统顺利运行的重要前提，因此，有关工作人员必须要对此项工作高度重视，只有这样，才能让DCS系统在使用过程中发挥最大的作用，为相关企业带来更加丰厚的经济效益。

参考文献

[1]牛爽.电气自动化DCS安装、调试中常出现的问题及具体解决措施研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（21）：133-134.

[2]冯浩.电气自动化DCS系统的安装调试及故障判断研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（21）：135-136.

[3]江安伦.基于DCS的造纸自动化控制系统的设计与实现[D].上海交通大学，2010.

作者简介

许昂（1992-），男，汉族，山东日照市，本科，初级工程师职称，研究方向：电气工程及其自动化。

刘瑾瑾（1987-），女，汉族，河南周口市，本科，初级工程师，研究方向：电气工程及其自动化。