摘要:筆者通過大量的調(diào)查與探究可知，DCS系統(tǒng)有較高的安全性、靈活性以及可靠性，它在國內(nèi)石油與化工行業(yè)都獲得了廣泛的推廣及運用。本文將DCS系統(tǒng)設(shè)為論述基礎(chǔ)，詳細探究了它在運行時可能發(fā)生的故障，并且還以DCS系統(tǒng)當(dāng)前頻發(fā)的故障為切入口，擬定了極具針對性的解決對策及方案，希望能為相關(guān)從業(yè)人員的工作開展提供理論支持。

　　關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng);系統(tǒng);對策

　　引言：通常來說，運用于化工廠的控制系統(tǒng)回路多、穩(wěn)定性高、控制方案較為復(fù)雜，因此DCS系統(tǒng)在當(dāng)今的化工行業(yè)獲得了廣泛的推廣及運用。然而科學(xué)技術(shù)猶如雙刃劍，如果DCS系統(tǒng)發(fā)生故障，就會給工廠的有序運行與安全生產(chǎn)帶來嚴重的影響，甚至?xí)�引發(fā)多起安全事故。本文以筆者的自身經(jīng)驗為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)文獻與資料的闡述與記錄，希望能為DCS系統(tǒng)的有序、安全運行貢獻一份力量。

　　化工師評職知識：化工安全的高級職稱評審條件

　　1DCS系統(tǒng)的構(gòu)成分析

　　DCS系統(tǒng)的實際組成較為靈活，一般來說，DCS系統(tǒng)有5個關(guān)鍵的組成要素：I/O板、操作站、圖形和編程軟件、控制器以及通訊網(wǎng)絡(luò)。在該系統(tǒng)當(dāng)中I/O板屬于數(shù)據(jù)傳輸載體，它在系統(tǒng)的實際運行中要將系統(tǒng)同現(xiàn)場儀表有效連接起來，控制器也是DCS系統(tǒng)當(dāng)中的關(guān)鍵組件。操作站是人機接口界面，它的主要功能就是報警、操作以及顯示畫面。在DCS系統(tǒng)中，通訊系統(tǒng)是骨架，在該系統(tǒng)運行時它要負責(zé)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的輸送，它與DCS系統(tǒng)的實際工作效率直接相關(guān)，而且還在某種程度上決定系統(tǒng)的實際性能。在DCS系統(tǒng)運行中，圖形與編程軟件屬于前提與基礎(chǔ)，它是該系統(tǒng)有序運行的基礎(chǔ)保證。

　　從結(jié)構(gòu)層面來剖析該系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)是由過程級、管理級以及操作級組成的。在此，過程級也就是功能實現(xiàn)領(lǐng)域，其中囊括了控制站、I/O單元以及現(xiàn)場儀表。操作級在系統(tǒng)運行時負責(zé)系統(tǒng)的操作及組態(tài)，換句話說，該層次囊括了操作員站以及工程師站。

　　2化工廠DCS系統(tǒng)現(xiàn)有故障

　　2.1各種供電系統(tǒng)故障

　　本文提及的供電系統(tǒng)是由承擔(dān)UPS供電任務(wù)的220V電源以及承擔(dān)控制單元、散熱風(fēng)扇、端子排以及卡件供電任務(wù)的直流回路共同組成的。此種故障在系統(tǒng)實際運行中較為嚴重，它與其余類型的故障不同，它的影響范圍遠超某單個或是幾個單元，它會造成整個系統(tǒng)發(fā)生掉電情況，影響系統(tǒng)工作。筆者就遭遇過類似事故，事故大體過程如下：存放于機柜內(nèi)的一臺散熱風(fēng)扇燃燒造成系統(tǒng)內(nèi)220V供電空開發(fā)生越級跳閘情況，進而引發(fā)全部機柜完全失電。在DCS系統(tǒng)的實際運行當(dāng)中，與之相類似的故障較多，比如24V的直流電源發(fā)生損壞、UPS跳閘、柜內(nèi)的空開損壞以及UPS燒毀等。

　　2.2控制器、卡件、操作員站等硬件故障

　　此類故障若發(fā)生在DCS系統(tǒng)的實際運行中，就可能導(dǎo)致某些控制監(jiān)視功能完全失效，嚴重時還可能導(dǎo)致連鎖觸發(fā)，造成全系統(tǒng)的停車，會給化工廠帶來嚴重的危害。當(dāng)然，有時候卡件故障不是指此卡件全部失效，而是某個通道出現(xiàn)了故障。

　　2.3軟件故障

　　通常來說，軟件故障多發(fā)生于新修改或者下裝組態(tài)當(dāng)中，與此同時，新投入運行的系統(tǒng)在長時間的運轉(zhuǎn)中也可能會發(fā)生此類故障。然而，偶爾也會出現(xiàn)在運行較久的系統(tǒng)當(dāng)中。軟件故障出現(xiàn)的原因有三，分別是系統(tǒng)故障、操作系統(tǒng)故障以及組態(tài)錯誤。軟件故障的發(fā)生可能會對部分工程師站與操作員站帶來負面影響，導(dǎo)致以上兩者的功能喪失，然而，一般來說，不會造成控制站失靈。

　　2.4通訊故障

　　通訊故障在系統(tǒng)的實際運行中占比較高，主要由通訊電纜故障、交換機故障以及通訊卡件組成。假如有光纖參與至通訊系統(tǒng)，就可能會發(fā)生收發(fā)器故障與光纖故障，當(dāng)通訊故障發(fā)生時，很容易辨別，大多數(shù)都是因為冗余配置，不會對系統(tǒng)造成惡劣的影響。筆者就職的單位曾經(jīng)因為DCS系統(tǒng)當(dāng)中的某項安全參數(shù)波動導(dǎo)致連鎖停車情況發(fā)生，事故發(fā)生后，單位就組織了大批人員開展故障排查工作，通過大量的排查與剖析發(fā)現(xiàn)是因為電纜中間存在一個接頭。

　　2.5人為性故障

　　在DCS系統(tǒng)的實際運行中，人為故障的發(fā)生通常是在無意中引發(fā)和造成的，也就是說，通常發(fā)生于檢修、檢查、組態(tài)修改下裝以及維護等多種情況中。由于人為因素導(dǎo)致出現(xiàn)頻率較高的故障有撥錯卡件、改錯位號以及接錯線等。

　　3解決化工廠DCS系統(tǒng)現(xiàn)有故障的對策

　　3.1加強巡檢，做好系統(tǒng)各類系統(tǒng)報警信息、溫度監(jiān)控等工作

　　筆者在資料收集中發(fā)現(xiàn)一起事故，某化工廠的220V進電在跳閘之后轉(zhuǎn)成了UPS供電，當(dāng)時的巡檢隊伍未發(fā)現(xiàn)，待UPS的電量耗完之后，系統(tǒng)由于斷電發(fā)生了嚴重的事故。眾所周知，當(dāng)UPS供電之后在視覺和聲音上都會有提示，相關(guān)工作人員稍加注意就可以避免事故的發(fā)生。在落實日常巡檢任務(wù)時，要檢查220V配電柜以及有關(guān)開關(guān)的具體狀態(tài)，還要觀察供電線路的實際電壓與電流;當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)成應(yīng)急電或者從應(yīng)急電轉(zhuǎn)出之后，都要檢查開關(guān)的狀態(tài)。與此同時，還要根據(jù)實際情況來測量配電系統(tǒng)中的各卡件溫度，查看控制器的相關(guān)運行指示，通過測溫儀來有效監(jiān)控電纜溫度，要特別注意系統(tǒng)運行時是否有異味。

　　3.2科學(xué)落實系統(tǒng)零件的裝配工作

　　在開展開關(guān)、線路以及電源適配器相關(guān)的更換工作時，必須要認真計算容量，要嚴格控制卡件、儀表以及網(wǎng)卡的安裝施工質(zhì)量，有效避免線路燒毀、線頭松掉、線頭短路以及空開跳閘等故障的頻繁發(fā)生。此外，還要嚴格控制材料質(zhì)量，對那些不合格、不正規(guī)的材料堅決說不，有效杜絕粗放型維修思維。

　　3.3建議UPS系統(tǒng)做并聯(lián)或串聯(lián)備份

　　相關(guān)人員要對新建UPS系統(tǒng)實施并聯(lián)備份，也就是說把2臺UPS系統(tǒng)并聯(lián)起來供電，如果有一臺出現(xiàn)故障，另一臺就自動供電，有效避免失電情況的發(fā)生。針對使用較久的DCS系統(tǒng)來說，可以選擇串聯(lián)備份方案，也就是說把兩臺UPS緊鄰放置在一起。

　　3.4加強計算機和系統(tǒng)管理

　　在DCS系統(tǒng)運行時，要挑選固定的人員來管理固定的U盤，嚴禁其余人員擅自修改系統(tǒng)以及組態(tài)工作，杜絕非專用優(yōu)盤在系統(tǒng)中的運用。與此同時，要科學(xué)落實系統(tǒng)與組態(tài)文件相關(guān)的備份工作，通常來說要在工程師站與U盤中同時備份。此外，還要定期組織教育培訓(xùn)以及應(yīng)急預(yù)案演練。

　　3.5保證好外部環(huán)境

　　第一，要科學(xué)落實控制室防雨相關(guān)工作。第二，要科學(xué)落實控制室防雷相關(guān)工作，定期檢測接地的電阻，雷雨天氣來臨時，要派專人進行監(jiān)測以防不測。第三，要合理落實防鼠工作，如果電纜遭受老鼠破壞將很難查找原因。第四，要嚴格管理室內(nèi)的濕度與溫度。

　　3.6注意應(yīng)急工具和備品備件的配備工作

　　如果發(fā)生較為嚴重的故障，相關(guān)部門要立即恢復(fù)系統(tǒng)。因此，化工廠要備齊并定期檢查各工具與配件的狀態(tài)，例如常用工具、卡件、各類接頭、空開、電源模塊以及鍵盤等，以上多種工具與配件可以放置在工程師站中，用單獨的柜子保存起來，進而保證系統(tǒng)在最短時間內(nèi)得到恢復(fù)。

　　3.7故障其余應(yīng)對措施

　　第一，要注意的是，絕大多數(shù)的UPS都有主控電池，以避免掉電后造成各類參數(shù)的丟失，此電池需要按時定期更換。第二，要保證電線、電纜以及信號線的有效性，以上提及多類型線的中間不能有接頭，接頭在長期使用后可能發(fā)生氧化、進水以及斷開等現(xiàn)象，進而導(dǎo)致各類安全事故的發(fā)生。

　　4結(jié)語

　　綜合來說，有關(guān)部門要想確保DCS系統(tǒng)在運行時具備較高的可靠性與安全性，有關(guān)人員必須從DCS系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試以及維護中入手，展開嚴密的監(jiān)督及管理活動。系統(tǒng)維護隊伍要結(jié)合系統(tǒng)當(dāng)前的運行狀況及特點，擬訂合理科學(xué)的檢修與故障排除方案，當(dāng)故障發(fā)生時，按照之前擬訂的應(yīng)對方案與措施積極開展系統(tǒng)故障解決工作，有效降低故障給系統(tǒng)運行帶來的負面影響，給化工廠中DCS系統(tǒng)的有效、持續(xù)以及穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。

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　　作者：鄒超銀