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DCS控制系统故障分析及处理解析

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DCS控制系统故障分析及处理解析

摘要：在多个领域内，分散控制系统都有着广泛应用并发挥重要作用。本文主要对分DCS控制系统产生的各种故障进行阐释,并对相关处理方法作了说明,为分散控制系统采取反事故措施，同时为反事故演习的开展提供有意义的参考。

关键词:：故障；分析；DCS控制系统

分散控制系统中以微处理器为基础，在生产中可以集中进行监视、操作、管理以及分散控制，这便是集中分散控制系统，称之为DCS系统。与集中型计算机控制系统以及常规模拟仪表相比，DCS系统有其十分明显的特点。首先操作管理更加便捷，DCS系统的人机反馈都是通过CRT、键鼠等硬件实现的。如同网上冲浪，可以监视生产装置以及工厂的运行状况。其次是系统构成更加灵活，DCS控制系统是由通过网络通信系统将各个工作站组网而成，它的一些性质如同“因特网”一样。根据不同的生产需要，可以随时加入或者舍去某些工作站。系统组态灵活多变，并且安全可靠性更高。再次，安装、调试方便，相比原先的模拟控制系统而言，DCS系统方便快捷，同时它的控制功能丰富，最初的模拟控制回路实现的复杂运算，现在由高精度的微处理器来计算实现。具有信息资源共享的功能，如同上述所讲，工作站即看作互联网上的每个网站，在DCS系统中，倘若有足够的权限，将会得到任何需要的参数。虽然DCS系统更具优势，但在日常实践中，控制系统会发生各类故障，这就需要我们懂得处理分析。

1 实践中常见的故障分析

1.1 系统故障

分散控制系统由系统软件和控制软件组成,一般情况下操作系统使用的是WindowsNT410中文版，控制软件使用的则是XDPS210/R05SP2。由软件引起的XDPS故障一般情况下都是由多个原因共同造成的,是作为系统的综合反映的体现。在日常的工作实践中,经常可以看到在投运不久的新软件上，DCS系统软件故障发生的概率要高过其他,但是问题的排查相对简单。即使是在运行的老系统发生故障的概率相对而言比较小,一旦有问题发生,排查起来就会相当困难，常常需要厂家工作人员到现场进行分析、处理，从而更加全面了解和掌握控制系统软件,并投入大量的工作量。重要系统的主控制器冗余配置可以减少主控制器异常引发机组跳闸的次数，这一点非常重要。当双机切换失败时,整个控制器控制的设备便会失去控制,机组的安全运行受到破坏,更严重的是引起机组跳闸。主控制器出现异常这种情况一般属于软性故障,修复操作比较简单,直接复位或初始化能便能恢复其正常的工作状态。在实际运行过程中,过程控制单元柜内电源系统以及子系统出现故障的情况通常很多。故障类型一般包括如下几个方面:电源模件有电源监视模件、软件不成熟引起系统故障、电源模件产生故障、总线通信故障、

软件组态错误引起的故障、系统电源模件和现场电源模、通信闭塞引发的故障、相关软件安装或操作不恰当引起故障或者电源系统连接点处接触不良等。有熔丝在端子板上配进行实时保护的现场电源模件,故障发生率一般都比较低。

1 . 2 硬件故障

控制系统接线松动、错误致使机组故障的情况在硬件故障排查过程中出现频繁比较多,而且排查极其困难。该类故障通常与机器的运行有必然的关系,然而从控制系统的质量角度讲,故障本身的关系不太突出,因而需要加大排查的工作强度。特别一些电厂，使用分散控制系统是应防止接线和接着松动之类而产生的系统故障,增加设备检修频次,提高相关工作人员的责任心。此外,建立通讯电缆随机组检、修建立电厂相关的热控设备信号等制度,来提升DCS系统的稳定性以及可靠性。至今Input/output仍然很难被广泛的应用，利用率极低，究其原因，大量逻辑控制功能还需要可编程序控制器（PLC）系统来完成。DCS系统与PLC系统两者之间有相同的特点，它们在通讯时都使用了GATEWAY(信息高速公路)。这个信息高速公路便成了整个控制系统的关口 ,如果关口发生问题,将直接致使生产系统运转失常。从经济成本角度来讲,远方I/O柜、电缆虽然价格相对比较低廉,但把小空调设置在1/O柜的控制室上的花费仍然是相当之高,这便不是最佳方案。所以I/O难以在DCS中得到广泛使用。在硬件的接口中，“,IN”标志代表着位号输入端，“,VS”标志代表24V电源提供端，“,COM”标志代表接地端。闭合外部开关,“IN”端流入电流,光电耦合器中的发光二极管通电发光。在光的进一步影响下,光电耦合器中与发光二极管相邻的三相管会受到刺激，释放活动电子,从而使三相管导通。三相管的导通促使R2下端的电压产生变化,从而取出输入信号。在对损坏的I/O卡进行检查时经常发现限流电阻R1烧毁和光电耦合器损坏这两种状况。显而易见,较高的电压端与I/O输入端串联,这就造成了卡内元件损坏，这就恰当的解释了问题的关键所在。自从投产以来，利用DCS设备的生产线就多次发生与电气MCC柜相连的DCS，I/O卡损坏这一问题。经排查，在过程中发现线路连接、电气柜设备等没有问题，都正常运转，而问题也是出现在DCS硬件控制上，具体问题需要具体逐个分析,从而保证DCS在生产过程中的稳定可靠性。

1.3 模块通讯中断

通讯中断在DCS控制系统故障中也很常见。再以电厂为例说明,机组发生MFT或跳闸时,检修人员根据发生SOE信号的先后顺序对设备故障进行判断，既要求快速分析查找机组故障的原因,又对SOE提出了更高更严格的要求,务必使记录信号准确。然而由于电厂本身设计规划等诸多原因,从基础建设接受过来的机组,SOE信号通常有很多问题，而这些问题导致SOE信号反映设备的实际动作情况不确切。

1.4 DCS控制下电机的故障

DCS控制下电机发生故障问题，其主要表现在现场的电机毫无预兆跳停,报警错误显示为“DISTURBANCE”,然而现场电机跳停前控制系统未下达停机指

令。根据DCS控制系统的概念可以得知,不符合指令的动作的出现导致了该类故障的发生。由控制系统的控制原理可推知,刚启动电机时,24V直流电压没有通过正常渠道输出，而是被CS就从相应的BOU口送出。

2 故障处理方法

2.1 软硬件结合，仔细比对排查

分散控制系统故障一般来说分为软件和硬件两个部分,在检查过程中重点注意软件和硬件的检查结果,特别对于新投入使用的系统更是如此。在电机控制过程中,经过现场详细观查MCC柜的周围环境,可以发现例如接点的弹璜压力不足、接点发黑、邻近的电机启动等诸多问题,以及交流接触器振动幅度偏大等等,而一些复杂问题需要在每个电机的控制抽屉里经过仔细检查才能够发现。通过大量地细致排查，可以发现并总结硬件的问题无外乎有以下几个方面:接点的接触压力不足、接触面接触不好,当受到附近电机振动影响时接点自行断开等。

2.2 就地应急处理

以电厂为例说明,如果由于系统故障造成机组跳闸条件满足却未跳闸，或者是在工程师站也无法监测并控制机组,，作为运行人员应该果断采取措施就地处理。要分为三个步骤进行,首先操作机组紧急全停按钮,使整个工作全部停止运行;其次手动跳闸A、B给水泵汽轮机;最后按照专业理论知识进行应急处理。

3 相关注意事项

3.1 加强检修与维护

检修和维护可以提高DCS控制系统的可靠性。通过在检修期间检验进行卡件、吹扫模件灰尘、定期更换易损设备、确保DCS电子间温度以及湿度等来加强DCS的维护管理。

3.2 建立事故汇报制度

建立完善的事故汇报制度,及时发现并对事故作出妥善处理,把损失降低到最小程度。制定相关的事故处理程序应逐一向上级管理人员汇报，并积极处理。

3.3 完善系统配置及管理

不断完善系统配置,解决操作员站电源、过程控制单元柜的电源系统均冗余配置等诸多复杂问题,科学管理,提高工作效率,切实有效地排除系统故障。使用不

同的电源或增加小UPS装置并且充分利用DCS系统自身的诊断功能及时及早发现DCS网络、卡件以及现场信号的故障。这样科学的管理方法,完善的系统配置,将使DCS控制系统的可靠性和稳定性上升到更高的层次。

4 结束语

随着科技的不断发展，DCS系统也日臻完善，在运行过程中出现的诸多问题在深化总结中也得到完美地解决，随着科研工作的不断前进和技术的进步，DCS系统也会更加趋于完善。

参考文献

[1] 朱北恒主编.火电厂热工自动化系统试验[M]. 中国电力出版社, 2006

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浅议DCS控制系统的认识及常见故障处理

浅议DCS控制系统的认识及常见故障处理

援督　

浅议ＤＣＳ控制系统的认识及常见故障处理　

刘丽丽肇心刚　

山东省城市服务技术学院２６４６７０　

Ｉ摘　要】ＤＣＳ控制系统在工业生产中发挥了重要的作用，做好其故　

障处理有￣ｔ－－ｔ－意义。本文浅谈了对ＤＣＳ控制系统的认识，并对其常见故障　

进行了分类，最终探讨了如何处理这些故障，希望能够对我们实际工作起到　

一定的指导和帮助作用。　

【关键字】ＤＣＳ；控制系统；故障处理　

１，引言　

随着社会的发展，ＤＣＳ控制系统的应用越来越广泛，其发挥的作用　也越来愈大。但是，由于种种因素的影响，导致在这一系统应用的过程　

中还存在着一些故障。严重影响了我们的生产。基于此，本文关于达方　

面故障处理的研究具有很强实践指导效果。　

２．ＤＣＳ控制系统的认识　

所谓ＤＣＳ控制系统，也就是集散控制系统，是以计算机技术、控制　

技术、通信技术、图形显示技术为基础发展而来的新型过程控制系统。　

这一系统主要作用在于分散控制的危险性，对管理及显示功能进行集　

中，并将现场比较分散的控制对象通过一些方式集中到控制使中进行　

监视和控制，因此，这一系统可以帮助我们降低控制的成本，提升控制　

的自动化。对于ＤＣＳ控制系统来说，它既可以对监控数据进行管理和显　

示，也能够对进行过程控制、数据采集，因此其在当前的工业发展中获　

取了很大的应用。　

在ＤＣＳ系统正常工作的情况下，其安全性非常高，处理的数据量也　

非常大，能够实现在线优化、实时调度、统计管理等功能。因此在石化、　

冶金以及电力行业中有着非常广泛的应用。　

３　ＤＣＳ系统常见故障分类　

（１）现场设备故障。所谓现场设备，主要是指和生产有着直接关系　

的各种仪表，比如变送器、执行机构、开关以及负载等。当这类现场设　备发生故障的时候，会对ＤＣＳ系统的控制造成最为直接的影响。以笔者　

的经验来看，在ＤＣＳ系统故障中，此类故障目前还是占大多数，主要原　

因在于设备自身的质量存在问题或者寿命出现问题。　

（２）系统故障。系统故障一旦发生，会造成全局性的影响，具体来　

DCS控制系统故障的应急处理及预防

DCS控制系统故障的应急处理及预防

龙源期刊网

DCS控制系统故障的应急处理及预防

作者：牛强 张俊龙

来源：《科技资讯》2019年第30期

摘 ;要：DCS控制系统在工业生产领域有着极为广泛的应用，由于DCS系统有着良好的通用性、灵活性、安全可靠等特性，受到石油、化工、电力等行业的青睐。DCS控制系统在运行过程中同样会出现一些故障问题，对这些故障问题进行分析，给出解决方案以及预防性措施，以供相关部门参考借鉴。

关键词：DCS ;故障 ;应急处理 ;预防

中图分类号：TM62 ; 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（c）-0049-02

DCS系统也叫分布式控制系统，是高科技的综合，集合控制技术、信息技术、网络技术、CRT技术等，十分安全可靠。现阶段，石油和电力行业已经广泛应用了DCS控制系统，取得非常不错的发展。但是系统运行时同样会存在故障情况，如果不有效解决，则会影响到生产的安全稳定，甚至会带来经济损失。因此，需要高度重视DCS控制系统故障，研究故障情况和原因，制订出应急方案和预防措施，保持DCS控制系统的安全高效。

1 ;DCS控制系统故障情况分析

不同类型的DCS控制系统使用过程中会发挥不同的作用，由于存在一定的差异性，遇到故障时，需要采取不同的维护措施，具体的要结合故障的实际情况来判断。一般情况下，DCS控制系统在生产时出现的故障主要由于系统故障或者人为操作引发的故障两种原因，下面我们做详细的案例分析。

1.1 DCS系统自身问题

在DCS控制系统使用过程中，系统故障主要包括设计安全、控制器、拖网等问题，亦或者是软件和硬件存在故障，配置不足，接口故障等。例如，某电厂使用三型的DCS电源，但是设计时，是按照二型电源进行设计的，导致使用过程中，经常出现故障，有着较大的信号浮动，出现硬件损坏、模件故障等问题。案例中，可以看到DCS控制系统需要选用优质的接地系统，设置相应的电缆屏蔽系统，才能降低DCS系统干扰，避免出现故障问题。系统配置问题也是比较常见的故障原因，某电厂在进行机组改造时，计算配置负荷率时，没有按照相应的计算流程进行，计算出来的结果准确性较差。而且改造时，投入力度不足，造成技术指标超出限制，对控制器进行抽查调试时，负荷率竟然超过85%，最后通过增加配置的方式，才解决了DCS故障。 龙源期刊网

霍尼韦尔DCS控制系统故障分析

霍尼韦尔DCS控制系统故障分析

第27卷 第5期2020年5月仪器仪表用户INSTRUMENTATION Vol.272020 No.5霍尼韦尔DCS控制系统故障分析魏 丹（国家能源集团 神华榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 719300）摘 要：结合神华榆林能源化工有限公司霍尼韦尔DCS控制系统实际运行情况，在系统故障方面进行探讨，着重对近几年系统运行中出现的故障进行查找、分析及总结。近最大可能排除安全隐患，达到系统长周期稳定运行。关键词：DCS；故障；分析中图分类号：TP 文献标志码： AFault Analysis of Honeywell DCS Control SystemWei Dan（Shenhua Yulin Energy and Chemical Co., Ltd., National Energy Group, Shan’xi ,Yulin,719300,China）Abstract：It discusses the system failure surface, and focuses on finding, analyzing and summarizing the faults occurring in the operation of the system in recent years. It is possible to eliminate potential safety hazards and achieve long-term stable operation of the system.Key words：DCS；fault；analysis

收稿日期：2020-03-31作者简介：魏丹（1975-），女，四川万州市人，本科，工程师，机动工程部高级主管，从事化工仪表维护管理、DCS、SIS系统维护管理工作。神华榆林能源化工有限公司主体装置及罐区采用霍尼韦尔DCS控制系统，随着系统长周期的运行，所出现的问题越来越多。针对这种情况，榆林公司专门成立事故分析小组，对所出现的问题进行故障分析、总结、培训。本文仅对霍尼韦尔系统在运行中出现的几例典型故障进行分析、总结，以便在今后的工作中能够正确、高效地解决系统故障，确保系统能够稳定运行。1 榆林公司霍尼韦尔系统基本概况榆林公司霍尼韦尔系统硬件采用PKS-C300系列，软件版本R410.7。基本配置情况如下：整个系统分为5单元，每个单元配置2～4对控制器，2台Server服务器，6～8台Console 操作站，1台Flex station工程师；在CCR总工程师站配置2台Server，4台Console station，1台Flex station，1台PHD服务器，1台防病毒服务器。全厂大致有10000个控制点。2 DCS主要故障及分析自该公司开车以来，霍尼韦尔系统故障大大小小出现了很多次，根据归纳和整理主要有以下故障。2.1 继电器底板干湿点未分开带来的故障2.1.1 故障现象及处理PP装置1＃系统机柜与MCC设备连接，发现某DO卡件（地址块为12号）外供信号没有输出；控制器灯故障闪烁；DO底板供电保险烧毁，更换保险后，保险立即再次DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2020.05.009文章编号：1671-1041(2020)05-0028-04

DCS控制系统故障紧急处理措施

DCS控制系统故障紧急处理措施

DCS控制系统故障紧急处理措施

一． DCS系统紧急处理措施

1． 当全部操作员站出现故障时（所有上位机“黑屏”或“ 死机”），应采取立即停炉、停机措施。

2． 当分散控制系统通信网络故障时，造成所有数据不能刷新（“死机”）时，应按 “全部操作员站出现故障 ，应采取立即停炉、停机。”措施处理。

3． 当主要模拟量控制（MCS）系统通信网络故障或主、副控制单元（DPU）均出现故障 （ “死机”

或 “失电” ）时，在无法维持机组安全可靠运行时，应采取停机、停炉措施。

4． 当主、副控制单元（DPU）均出现故障 （ “死机” 或 “失电” ）时，在无法维持机组安全可靠运行时，应采取停机、停炉措施。

二． DCS系统各功能故障紧急处理措施

1． 当部分操作员站故障，只有少数操作员站可监视和操作时，应由可用操作员站继续维持机组运行，但此时应停止重大的操作，并做好事故预想，同时立即联系检修人员处理。

2． MFT保护条件满足时MFT应及时动作，否则应立即手动停机停炉。若手动MFT按钮无效，则应立即采取同时 “停止甲乙排粉机电源、甲乙磨煤机电源、甲乙给煤机电源 、给粉机电源” 措施，同时关闭进油速断阀、回油再循环阀。

3． S martpro系统单FM121模块故障，可进行在线更换。双FM121模块故障，该站所有设备运行人员无法操作，相关设备无就地操作时，可直接更换FM121模块；否则，相关设备切就地操作方式，更换FM121模块后，采取强制相关设备的指令输出与就地设备状态相符的措施，在确认设备状态、参数值无误后将控制权交于DCS系统。

三． DPU离线的紧急处理措施

1． 我厂DCS控制系统包括两套系统控制单元，分别控制汽机和锅炉设备，当汽机或锅炉的控制单元（DPU）的一对主、副DPU均发生离线故障时，应采取紧急停止汽机或锅炉运行的措施。

2． 当系统控制单元（DPU）的单DPU发生离线故障后，运行人员应及时联系检修人员处理，进行在线处理或更换DPU。