DCS系统的维护与实践运用研究

摘要：近年来，科学技术的革新，成为各个行业领域高速发展的驱动力，DCS系统的研发与应用，令整体工业化操控程序不再局限于单一化的指令对接传输，而是以分散形式为主，极大提升工业化操控效率。基于此，文章对DCS系统特性进行论述，对DCS系统的维护工作进行探析，并对维护工作的实践应用进行研究。

关键词：DCS系统;维护;实践运用

中图分类号：TP3 文献标识码：A

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1009-3044（2020）21-0206-02

集散控制系统（DCS）是以计算机为平台，在通讯技术、控制技术、模块化技术的支持下，实现以系统为中心的集中式操控、分层式管理。DSC系统的信息实时传递、可拓展特性，可传递对大容量信息进行实时传输，确保机械设备可保持最优的性能。从信息传输角度来看，多架构信息传输形式，可令系统本身具备多线程的决策能力，但在长时间、高负荷的运行下，系统运行效率也将随之降低，为确保系统运行的高效率性，需对系统进行定期养护，令系统可进行精密化、定向化操控，为整个机械体系的运行提供保障。

1 DCS系统特性论述

DCS系统将控制模块与监控模块进行整合，在数字化通信技术的应用下，令系统本身具备多模块操控的能力。与PLC控制器相比，DCS系统操控面更广，从控制上位系统来看，DCS系统是涵盖PLC控制器的，DCS系统的控制站可实现远程操控、PAC等，同时DCS系统拥有更为强大的适用能力，在运行过程中可进行自调控管理，并依据系统内部参数的设定进行自主化操控。DCS 系统的特性包含下列几方面。

可靠性，DCS系统在进行控制时，可进行多台控制器的同步处理，且每一台设备在结构的高容错架构下，如其中一台控制系统失效，将不会对其他设备造成影响，可以将其看成是基于信息同步的并联式系统。同时，由于设备承担任务相对独立，可依据设备所担任的职能为其设定独立的操控结构，令系统不再局限于单一化的运行中，以此来提升系统的稳定性。

開放性，DCS系统搭载的计算机设备是以局域网进行连接的，如系统进行拓展时，无需对原有的架构进行重新设定，只需将设备连人局域网络体系中便可，此过程中其余设备仍可保持正常的工作状态，不受干扰。

功能性，DCS系统的应用功能主要体现在控制体系中，其可进行耦合控制、信息前馈控制、预测控制等，同时依据系统本身特性可随时进行控制方法的补充。在不同应用场合，DCS系统所起到的控制功能也具有一定差异性，如在生产监控中可实现自控制，在工序管理中可实现多点为线程管理。

2 DCS系统的维护

2.1前期准备工作

DCS系统在长时间的工作状态下，系统性能将下降，令系统本身运行效率降低，为此，技术人员应定期对系统进行运维管理，确保系统保持最佳的性能应对应用形式。在维护处理初期，技术人员应对系统的总成进行全方位认知，了解每一项细节在系统中存在的价值，以此来进行逐一排查与养护。例如DCS系统内的XDPS模块，其是由分散处理单元（DPU）、人机交互界面（MMI）、数据网络等组成，技术人员在进行运维时，则需要对系统内模块的功能进行了解，找到各个模块的功能。同时，应对系统内信息处理工序进行了解，针对不同信息的分流形式来判断某一时间节点下数据流量的大小。此外，DCS系统的硬件、软件也是故障高发区域，例如外接开槽、分散处理接口等，当此类部位损害时，将导致系统无法对各类数据信息进行备份存储，极大降低系统的运行性能。技术人员在运维管理中，应加强日常养护力度，针对系统易出现的隐性问题制定预测举措，做到防患于未然，确保当DCS系统出现问题时，可第一时间解决，保证DCS系统运行的流畅性。

2.2 系统运行过程中的维护

DCS系统运行是搭载计算机设备来实现的，DCS系统运行过程中是离不开电力支持的，为此，应最大限度地对电力供应系统进行防护。例如在电缆夹层处应加大防护力度，将上位承接设施的机柜电缆人口处进行封闭处理，避免腐蚀性杂质、小动物等进入内部，造成电缆的损坏，此类故障属于隐性问题的一种。系统运行过程中，应定期对系统易卡部位进行处理，对于裸露在外的元器件则应进行绝缘包裹，防止人员误触碰产生静电导出效应对精密元器件造成损毁。工作人员在对精密性元器件进行处理时，必须带上防静电设备，避免设备本身产生过荷载现象。如DCS系统在运行过程中，出现监测点跳变现象，一般是接地柜端子松动、电磁干扰等产生的，技术人员在管理过程中，应对DCS系统的信号源进行屏蔽检测，最大限度地隔离信号源与干扰源。技术人员应对DCS系统搭载的存储模块进行检测，由于DCS系统在运行过程中，工作时段下将承接大量的数据信息，其中没有价值的信息将占据一定的存储空间，严重影响系统运行的性能。为此，应对DCS系统的存储空间进行定期清理，并将具有一定价值的信息导人移动存储设备中进行保存。

2.3 系统运行后期的维护

DCS系统运作过程中，硬件设备将产生静电，对空气中的灰尘起到吸附效果，为此，技术人员应在DCS系统停止运行后，对硬件设备进行清灰处理，且应对硬件的损耗程度进行检测，硬件设备的检测并不体现在系统的操控性能中，如硬件设备的线路连接处于虚接状态时，则应及时进行更换处理，以防止DCS系统运行到重要节点处，线路断开造成系统无法运行。DCS系统长时间高负荷运行中，内部CPU主板的温度处于长时间高温状态，可在室温冷却下在外部抹上硅脂散热胶体，确保CPU主板在运行过程中可迅速降温，提升DCS系统的运行效率。此外，应对DCS系统的散热器进行检测，如存在老化、故障等风险时，应及时进行更换处理。

3 DCS系统的实践维护措施

以某工厂DCS系统控制的工作机组为例进行运维养护处理，经详细数据表明DCS系统在现场控制过程中，某一时间节点下故障率高达0.78%，全年故障平均率约为0.38%，当系统运行时长加大时，甚至出现信号失真、文件丢失、系统闪退的现象。

在对DCS系统进行维护时，针对信号失真现象，由于工厂DCS系统运行采用的是以太网体系，此过程中用户相当于串联在网络体系中，如终端系统设备增加，则网络荷载量将加大。当荷载量超出以外网的最大运行参数时，用户如继续进行信息传输，则必然造成信息冲撞产生重叠、堵塞的现象。为此，应对分散处理单元（DPU）进行升级处理，并对DCS系统通信协议进行同步转变，提升系统的荷载量。

在对文件丢失问题进行处理时，可由控制站人手，将支持文件传输的上位系统进行检查与更新，然后在测定供电系统是否可支持文件上位系统的运行。

系统闪退问题产生的主要原因是由于支持系统的软件、硬件无法同步支持兼容体系，如系统存储模块在长时间运行下，必然造成实体化与虚拟化的脱离现象，加大内存占用量，当内存空间不足以支持系统运行时，则必然导致系统或其他程序出现无故终止运行的情况。为此，应定期对系统操控中心进行清洁处理，利用硬盘压缩程序对系统存储硬件进行清理，以释放更多的存储空间，提升DCS系统的应用性能。

4 结语

综上所述，DCS系统的集散式工作特点，奠定其在工业体系中的地位，为最大限度地提升DCS系统应用质量，技术人员应定期对系统进行运维养护，针对DCS系统易出现的问题点设定独立的维修方案，以保證系统运行的连贯性。此外，技术人员应加大自身专业技能的学习，通过提升知识储备，更全面的应对系统运维工作。

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【通联编辑：张薇】

作者简介：李永成（1973-），男，工程师，本科，研究方向：工业自动化仪器仪表工程。