DCS热控保护系统可靠性评估

DCS系统的可靠性与故障恢复技术近年来，随着工业自动化程度的不断提高，DCS（分散控制系统）在工业生产中得到广泛应用。

DCS系统作为一种先进的工业生产自动化控制系统，其可靠性和故障恢复技术成为企业关注的重点。

本文将探讨DCS系统的可靠性和故障恢复技术，并总结几种常见的处理方法。

一、DCS系统的可靠性DCS系统的可靠性是指在规定的工作条件下，系统按照要求正常运行的能力。

在工业生产中，DCS系统的可靠性直接影响着生产效率和产品质量。

为确保DCS系统的可靠性，以下几个方面需要考虑：1. 硬件可靠性DCS系统的硬件可靠性是保证系统正常运行的基础。

首先，需要选用高品质的硬件设备，如CPU、内存、硬盘等。

其次，需要进行定期的硬件维护和更新，包括清理灰尘、检查电缆连接等，以减少故障的发生。

此外，还应备份重要数据，以防止系统失效时造成数据丢失。

2. 软件可靠性DCS系统的软件可靠性是指系统在特定环境下稳定运行、正常控制的能力。

为提高软件可靠性，需要遵循以下原则：a. 采用可靠的操作系统和应用软件，及时对系统进行补丁升级。

b. 编写高质量的代码，严格测试软件功能和性能。

c. 实施软件配置管理，确保软件版本的控制和变更的追踪。

d. 配置合理的网络架构，并采取相应的网络安全措施。

3. 电源供应可靠性DCS系统对稳定的电源供应较为敏感，电源异常或中断可能导致系统崩溃或数据丢失等问题。

为增强电源供应的可靠性，应采取以下措施：a. 使用双路供电或备用电源，并设置UPS（不间断电源）。

b. 对电源设备进行定时检查和维护。

c. 建立相应的电源管理制度，确保用电合理和节约能源。

二、DCS系统的故障恢复技术虽然DCS系统的可靠性可以通过以上措施来提升，但故障仍然难以完全避免。

因此，掌握好故障恢复技术对于维护系统运行的连续性至关重要。

下面将介绍几种常见的DCS系统故障恢复技术：1. 故障诊断与监测对DCS系统进行系统化的故障检测和监测，及时发现并修复故障，可以有效避免故障进一步扩大。

第24卷 第7期2017年7月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONEIC Vol.242017 No.7国产DCS系统的运行可靠性分析与改进建议王文宽，孟祥荣（国网 山东电科院，济南 250002）摘 要：本文针对目前国产主流DCS系统的运行情况进行了调研，重点分析了国产DCS系统的主要特点、存在问题和运行可靠性，并就存在问题提出了改进和创新建议。

关键词：国产；DCS；可靠性；改进中图分类号：TK323 文献标志码：AReliability Analysis and Suggestion of Improvement for Domestic DCSWang Wenkuan, Meng Xiangrong（State Grid Electric Power Research Institute of Shandong,Jinan，250002，China）Abstract：In this paper, the main features、problems and reliability of operation about the domestic DCS was analyzed.The suggestion for improvement and innovation was given. Key words：domestic；DCS； reliability；improvement0 引言目前随着中国国民经济的健康稳定发展，经济逐步向可持续、稳步增长和重质轻量转变，电力行业也随之进入发展转型期，即由原来的快速粗放式发展变为有计划地稳步发展，由火电机组为主其他形式发电为辅转变为严控火电机组上马，优先发展核电、水电、风电和光伏等可再生清洁能源，政策的导向和市场的竞争使火电机组的发电成本逐步提高。

因此，降低投入资本、减少维护成本是火电机组发展的大势所趋。

而在火电机组运行中，控制自动化水平的提高可以大大减轻劳动强度，减少运行人员配置，降低生产成本，但同时，自动化设备的可靠运行，则直接关系到机组的安全稳定运行，否则轻则造成辅机停运，机组迫降负荷，重则机组非计划停运，甚至导致设备损坏，给电厂及电网造成不可估量的损失。

作者简介：陈再良，高级工程师，１９７６年７月毕业于中南工大自动化系电子技术专业，现任中石化长岭分公司计算机所安全主管。

摘要介绍了集散控制系统（ＤＣＳ）可靠性评估，并结合长岭分公司应用的实际，提出了目前ＤＣＳ在应用于生产控制过程中存在的问题及解决办法。

关键词ＤＣＳ可靠性分析风险随着科学技术的高速发展，炼油化工自动化水平日益提高，应用于生产过程的集散控制系统（ＤＣＳ）已成为企业生产的重要硬件设施，在生产中起着越来越重要的作用。

ＤＣＳ的运行状况直接影响着企业的安全生产和经济效益，一套生产装置的集散控制系统就好比一个人的大脑，指挥着整个生产装置的运行，因此其系统的可靠性非常重要。

为确保生产过程中的人身安全、设备安全、产品质量安全以及环境不受污染，应对生产过程中的ＤＣＳ系统进行可靠性评估，应对用中存在的问题进行分析，制定消除或减小风险的措施。

１ＤＣＳ的可靠性评估１．１工业生产过程对ＤＣＳ的可靠性要求国际上可靠性工程的研究始于２０世纪５０年代。

从早期的生产过程控制系统可以看出，一个系统如果只有功能指标，而没有安全可靠性指标，它最多只能用于试验。

从石化系统在２０世纪７０年代末８０年代初投用的一些专用集中控制系统来看，都是采取常规仪表与控制系统并行运行，根本不敢把控制系统单独用于生产控制，这是因为这些系统的安全性、可靠性没有保证。

目前，在石化系统ＤＣＳ已基本取代了专用控制系统和常规仪表而单独应用于工业生产过程。

就中石化长岭分公司来说，用于生产自动控制的ＤＣＳ系统已遍及全厂。

这些生产过程都具有如下共同的特点：一是由于生产过程的复杂程度和自动化程度都很高，操作人员对自控系统的依赖性越来越大；二是生产过程的危险性很大，如果系统发生故障，不但会破坏被控设备，使瞬间停产造成的直接经济损失远远超过控制系统本身价值，而且会危及生产人员安全，甚至会造成工厂毁灭性的灾难。

因此，大规模的工业生产过程控制对ＤＣＳ在安全性能上提出了严格要求：ａ）ＤＣＳ系统必须保证能长周期连续地无故障运行，也就是说，装置生产期间，系统的运行率要达到１００％。

DCS系统的安全性与可信度评估DCS系统是指分布式控制系统，它在工业自动化领域发挥着重要作用。

然而，随着网络技术的不断发展，DCS系统也面临着安全性与可信度的挑战。

本文将就这一问题展开探讨，并对DCS系统的安全性与可信度评估进行深入分析。

一、DCS系统的安全性评估1.1 定义安全需求在进行DCS系统的安全性评估之前，首先需要明确安全需求。

安全需求包括物理安全、网络安全和数据安全等方面。

物理安全确保DCS系统的硬件设备和控制设备受到保护，防止未经授权的访问和破坏。

网络安全保障DCS系统的通信网络的安全性，防止攻击者通过网络入侵系统。

数据安全确保DCS系统中的敏感数据受到保护，防止数据泄露和篡改。

1.2 评估系统的脆弱性评估DCS系统的脆弱性是评估其安全性的重要环节。

通过对系统进行渗透测试、漏洞扫描和安全演练等手段，可以发现系统中的潜在漏洞和脆弱性，并采取相应的措施进行修补和加固。

1.3 设计安全策略在评估了DCS系统的脆弱性后，需要制定相应的安全策略来提高系统的安全性。

安全策略可以包括防火墙的设置、加密算法的应用、访问控制的管理等方面。

通过合理的安全策略可以有效地减少系统遭受攻击的风险。

二、DCS系统的可信度评估2.1 确定可信度要素要评估DCS系统的可信度，首先需要确定可信度的要素。

可信度要素包括系统的可用性、可靠性和可检测性。

可用性指系统能够按照预定要求进行工作的能力；可靠性指系统在给定时间内能够按照要求提供服务的能力；可检测性指系统能够及时、准确地检测出异常行为和故障的能力。

2.2 评估系统的性能评估DCS系统的性能是评估其可信度的重要环节。

通过对系统的吞吐量、响应时间和资源利用率等性能指标进行评估，可以了解系统的性能状况，判断系统是否能够满足实际应用要求。

2.3 进行故障分析在评估了系统的性能后，需要进行故障分析，找出系统的潜在故障点和问题所在，并采取相应的措施进行修复和增强。

故障分析可以通过故障树分析、故障模式与影响分析等方法进行。

DCS系统可靠性分析及建议摘要：随着DCS系统在电厂监控调节功能的不断增强、应用范围的不断扩大，其可靠性日益受到工程设计人员、基建人员及电厂维护人员的关注。

总结对几套DCS系统的维护工作情况，从DCS设备选型、基建到运行维护几个环节提出提高DCS系统可靠性的建议。

关键词：DCS可靠性系统选型及配置干扰冗余除尘降温试验校验周期1引言DCS是采用计算机技术、通讯技术和屏幕显示技术，实现对生产过程的数据采集、控制和保护功能，利用通讯技术实现数据共享的多计算机监控系统，其主要特点是功能分散、风险分散、数据共享。

随着电厂自动化水平的不断提高，DCS已是一种标准模式，其功能也不仅仅局限于热力系统控制及联锁保护等，发电机-变压器组、厂用电系统乃至自动同期、励磁等指标及可靠性要求很高的专用设备也开始用DCS实现其功能。

可以说DCS是发电机组名副其实的中枢神经，随着DCS监控调节功能、应用范围的不断扩大，其安全、可靠与否对机组安全稳定运行更加重要，因此有必要在DCS系统选型、设计、施工、调试、维护等不同阶段入手，采取有效手段提高DCS控制系统的整体可靠性。

2系统选型及配置不论在新建机组还是老机组进行的控制系统改造，均面临着如何选择性价比高的控制系统的问题。

下面从提高可靠性的角度来衡量，在DCS选型上应注意以下问题。

2.1控制系统的硬件一定要具有高的可靠性，在电子元件上的生产工艺各环节上采用成熟技术，模件卡板要具备热拨插功能。

DPU的响应、运算、存储能力要足够，I/O卡件要具备很强的隔离和抗干扰能力。

2.2控制系统从结构上要充分采用冗余技术。

对于控制系统的交换机、DPU 必须冗余，且冗余设备之间必须实现无扰切换。

2.3在DCS控制系统选型、设计、施工及调试过程中还要充分重视以下问题：a)主要控制器应采用冗余配置，控制器的对数配置，应严格遵循机组重要保护和控制分开配置的独立性原则，均匀配置控制器负荷，一般控制器负荷不能超过50%。

DCS系统的可靠性与可维护性分析DCS系统（分散控制系统）是一种广泛应用于工业生产过程中的自动化控制系统。

它的主要功能是对生产过程中的参数进行监测和控制，以确保生产系统的正常运行。

在现代工业中，DCS系统扮演着至关重要的角色。

然而，由于其复杂性和高度集成性，DCS系统的可靠性和可维护性成为了工程师们关注的焦点。

DCS系统的可靠性分析旨在评估系统能够持续运行的能力。

它涉及到对DCS系统的各个组件进行故障分析和故障预测。

通过对系统故障的分析，工程师可以识别系统中潜在的故障源，并采取相应的措施来减少故障的发生。

同时，通过故障预测，工程师可以预先采取措施来避免系统故障，确保系统的持续稳定运行。

在进行可靠性分析时，可以采用故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）等方法。

故障树分析可以帮助工程师了解系统中不同组件之间的关系，并判断某个组件故障的概率。

事件树分析则用于评估系统在特定事件发生时的响应能力。

通过综合应用这些分析方法，工程师可以全面评估DCS系统的可靠性，识别潜在的故障和风险，并提出相应的改进措施。

除了可靠性分析，可维护性分析也是保证DCS系统正常运行的关键环节。

可维护性分析包括对系统组件的维护需求评估、维修时间评估以及备件管理等方面的考虑。

通过对DCS系统的维护需求评估，工程师可以确定系统所需的维护措施，包括定期维护、预防性维护和修复性维护等。

同时，维修时间评估可以帮助工程师合理安排维修计划，减少生产系统的停机时间。

备件管理是保证系统可维护性的关键因素之一，工程师需要根据系统的特点和使用情况，合理配置备件资源，以应对突发故障和维修需求。

DCS系统的可靠性与可维护性是相互关联的。

一方面，通过提高系统的可靠性，可以减少故障的发生，从而减少维护需求，提高系统的可维护性。

另一方面，通过合理的维护措施和维护时间管理，可以提高系统的可靠性并降低故障率。

因此，在实际工程应用中，工程师应综合考虑可靠性和可维护性因素，制定相应的管理策略和维护计划，以保证DCS系统的正常运行。

分散控制系统(DCS)的可靠性摘要：分散控制系统（Distributed Control System），简称DCS的主要作用是对生产过程进行控制、监视、管理和决策，因此要求它必须具有很高的可靠性，这样才能保证工厂的安全、经济运行。

为了实现这一点，在分散控制系统中采用了许多提高可靠性的措施。

本文主要从可靠性的一般概念、可靠性分析方法、分散控制系统中采用的可靠性措施进行简单的论述。

关键词：分散控制系统（DCS），可靠性概述：可靠性的研究工作随着大规模计算机系统和国际性计算机通信网络的不断发展，可靠性问题己经成为一个十分重要的问题，可靠性理论也在这种形势下不断地发展和完善，可靠性技术的研究内容大致分为四个方面：可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、可靠性管理。

可靠性设计旨在按照一定的技术要求，设计和制造出可靠性高、不易损坏的产品；可靠性分析则是通过对有关数据的收集、分析和计算得出一些关于可靠性问题的评价和结论；可靠性试验是验证系统可靠性是否达到规定指标的手段，它能暴露系统设计中可能存在的问题；可靠性管理着眼于从管理方面提高整个系统的可靠性，例如制定合理的检修周期，配备合适的备品备件，安排适量的检修人员等。

在分散控制系统中，采用了许多提高可靠性的技术措施。

这些技术措施是建立在以下四种基本思想上的：一是要使系统本身不易发生故障，即所谓的故障预防；二是在系统发生故障时尽可能减少故障所造成的影响，即所谓的故障保安和故障弱化；三是当系统发生故障时，能够让系统继续运行，即所谓的故障容许；四是当系统发生故障时，可以在不停止系统运行的情况下进行维修，即所谓的在线维修。

基于这四种基本思想，分散控制系统中采用了各种各样的可靠性措施。

一、系统硬件的可靠性措施1、严格进行质量管理和提高系统硬件水平硬件是系统正常工作的物质基础，也是影响系统可靠性的关键所在。

因此，提高硬件的平均故障间隔时间（MTBF）是提高系统可靠性的重要措施。

核电厂DCS控制系统的可靠性与可用性分析摘要：现代技术发展迅速，产品竞争激烈，人们对产品的需求不再仅仅满足于价格便宜、功能好用，还需要可靠耐用。

因此，高可靠性的产品就意味着更强的核心竞争力。

产品可靠性首先是设计出来的，而核电厂安全级DCS（分布式控制系统）作为核反应堆安全运行的重要保障设备，本身就有严格的可靠性要求，开展可靠性设计活动有十分重要的意义。

关键词：核电厂；DCS；可靠性；核电厂数字化仪控系统（简称DCS）的可靠性是系统设计、研发、操作、维护人员共同关心的问题。

对于核电厂DCS，特别强调其可靠性、可用性、易测性、可维护性等要求，要求其能在恶劣环境下完成数据采集和处理、控制和调节、诊断、通讯及信息管理等。

一、影响DCS可靠性的因素1.电源系统。

电源是 DCS 的关键部分，通常包括主机及网络电源、控制器电源和 I/ O 工作电源。

这些电源主要对控制系统设备、各控制模块、I/O模块和现场设备（如变送器、信号反馈、控制操作等）供电。

一旦电源发生故障，会使整个控制系统瘫痪，造成重大后果。

2.网络系统。

影响DCS网络正常通讯的主要因素如下：（1）系统运行时在线调试实时通讯，因配置冲突导致网络故障。

（2）为同其他上位系统通讯，在实时数据网络增加接口或更改网络结构，导致网络异常。

（3）日常使用过程中由于控制器负荷率过高，影响网络正常工作。

（4）通讯设备质量问题导致网络异常或网络中断，如交换机故障，光纤发生断线等质量问题严重影响通讯网络的正常使用。

3.软硬件。

根据近年来对 DCS 使用情况的统计和分析，DCS的软硬件应用中出现的问题主要表现在如下几个方面：（1）由于DCS 及其外部电路都是由半导体集成电路（I C）、晶体管和电阻电容等器件构成，这些电子器件不可避免的存在失效率的问题。

所以这些器件的可靠性将直接影响DCS系统的可靠性。

（2）软件系统的不成熟，经常出现死机、脱网以及控制模块输出异常等现象。

（3）软件系统的安全性不完善。