论化工企业DCS系统常见故障及处理方法

摘 要：分散控制系统英文编写为DCS，它是计算机技术和自动化技术发展的结果。机组容量不断增大，参数不断提高，为DCS应用创造了广阔天地；化工厂控制系统一般点数多、回路多、控制方案复杂、要求稳定性高，所以DCS系统在化工领域得到了广泛应用。但一旦化工厂DCS系统出现故障，就会对安全生产造成严重威胁，甚至导致事故的发生。本文就DCS系统在日常运行中出现的各类故障进行列举分析，并就日常维护中应注意的事项加以探讨。

关键词：DCS 控制系统；故障维护；处理

DCS系统，即分散控制系统，是一种集中监视操作，分散控制的控制系统，广泛的应用于各种行业中较为大型的控制方案，具有通用性强，组态方便，控制能力强，界面友好，具有扩展能力等优点.

化工厂控制系统一般点数多、回路多、控制方案复杂、要求稳定性高，所以DCS系统在化工领域得到了广泛应用。但就像一句话：科学技术是一把双刃剑一样，一旦化工厂DCS系统出现故障，尤其是使系统失控、监视无效的严重故障，由于化工生产是连续生产，部分化工原料又具有易燃易爆有毒的特性，就会对安全生产造成严重威胁，甚至导致事故的发生。本文就DCS系统在日常运行中出现的各类故障进行列举分析，并就日常维护中应注意的事项加以探讨。

一、各种供电系统故障

这里说的供电系统既包括为UPS供电的220V电源，也包括为控制单元、卡件、端子排甚至散热风扇供电的直流回路。这种故障往往是最为严重的，因为它不像其他故障影响的是某个或几个单元，它往往会导致全系统掉电或无法工作。笔者就有因为一台机柜中的散热风扇烧毁导致系统总220V供电空开（UPS后）越级跳闸，所有机柜瞬间失电的可怕经历。事后查明原因为风扇的直接上级空开坏，风扇烧毁时未动作。此类故障还有如UPS跳闸，UPS烧毁，24V直流电源损坏，柜内空开损坏，配电线路发热烧毁等形式。

二、控制器、卡件、操作员站等硬件故障

这种类型的故障会造成部分控制监视功能实效，严重的还会造成联锁触发，导致全系统停车，有很大的危害。有时卡件故障并不是整个卡件完全失效，而是卡件上的某个通道发生故障，甚至导致数值紊乱，造成系统误判，引发停车事故。

三、软件故障

软件故障常发生于新修改或下装组态，或新系统投运一段时间内。但有时也发生于运行时间较长的系统。发生软件故障的原因有组态错误，也有DCS系统故障，还有操作系统故障。软件故障一般会导致部分工程师站或操作员站失效，但一般不会导致控制站失灵。

四、通讯故障

主要有通讯电缆故障、通讯卡件故障、交换机故障。有光纤参与的通讯系统还会有光纤故障、收发器故障等。通讯故障较易判别，且大多为冗余配置，不会造成太大危害。但还有一种不常见的的故障即仪表、阀门等信号源或执行器的信号通路故障。仪表阀门相当于DCS系统中的眼睛和手，在此着重要说的是它们的信号通路：包括电缆，两端线鼻子及其有效连接。有次我厂DCS系统一关键安全参数上下波动引发连锁停车，我们组织了大量人员使用了大量时间从工艺到仪表再到组态排查故障，结果最后发现是电缆中间有个接头。

五、人为性故障

人为性故障大多为无意造成的，大部分发生在检查、维护、检修、组态修改下装过程中。拨错卡件、接错线、改错位号等是较为常见的几种故障原因。

六、其他非系统性故障

包括雷击、漏水、鼠咬等状况。

七、在日常巡检维护中，需要做到以下几点，以最大限度的减少各种故障的发生

1.加强巡检，做好系统各类系统报警信息、温度监控等工作。曾有工厂发生220V进电跳闸转为UPS供电，巡检人员却没有发现，直至UPS电量耗尽，系统断电造成严重事故，其实UPS供电后不论声音还是视觉上都有提示，只要稍加注意就会避免此类事故发生。日常巡检内容应包括220V配电柜，检查开关状态，观察供电电压电流；转为应急电前或从应急电转出后的转换开关状态；UPS温度、电压、负载、报警信息；直流电源的指示灯状态、温度，并定期用万用表测量电源输出是否超载，以及整个配电系统的温度、各卡件，控制器的运行指示、使用测温仪测量较大负载的电缆温度、注意有无异味等。2.更换开关、线路、电源适配器一定要认真计算好容量，更换卡件、网卡、现场仪表安装、做接头时要严格控制施工质量，以防电源线路烧毁，空开越级跳闸，线头过松掉落，线头毛刺短路等故障的发生。同时应严把材料质量关，坚决不使用非全新、非正规厂家生产的不合格材料，严格禁止粗放型的维修和差不多就行的思想。3.建议UPS系统做并联或串联备份。新建的UPS系统建议做并联热备份，即2台UPS并联供电，一旦一台发生事故，另外一台自动供电以避免失电。而非新建的DCS系统建议使用串联热备份，即另一台UPS的输出接工作UPS的旁路。4.加强计算机和系统管理，加强人员管理。固定人员、固定U盘。其他任何人任何时候都不允许进行系统修改和组态工作。严禁其他U盘在DCS系统中使用。同时做好系统和组态文件的备份工作，一般需要在工程师站和U盘中进行双重备份。定期进行培训教育和应急预案演练。5.加强全系统的卫生清理工作，可有效避免温度升高，尤其可避免风扇、电子元件等因积灰过多而损坏，也可有效避免部分接触不良事件的发生。6.特别注意的是，大部分UPS都配有主控电池，以防掉电后丢失过程参数。这个电池一定要按时更换，万一掉电后主控电池也失效在无备份状态下将会造成很大的麻烦。7.严禁在全系统使用有中间接头的电线、电缆、信号线。接头长时间使用后会氧化、进水、断开，进而造成严重事故。8.保证好外部环境。一是要做好控制室的防雨工作。二是要做好控制室建筑的防雷工作，定期对接地电阻进行检测，遇有雷雨天气要专人值守以防不测。三是做好防鼠工作，一旦电缆被老鼠咬坏将极难查找。四是做好控制室内的温湿度控制。9.注意应急工具和备品备件的配备工作。万一不幸出现严重故障，我们要做的就是尽快恢复系统。常用工具、DCS内重要的电源模块、卡件、网线、各种接头、键盘、空开、有备份的U盘都要配备齐全并经常检查，最好放置在工程师站单独的柜子中，以确保能尽快的恢复系统。

八、结束语

针对以上常见故障，为了避免故障的发生和减少发生的次数，应制定严格的检修、维护和定期检查制度，认真填写DCS设备巡视检查卡，对各种小缺陷及时发现及时处理，让故障消失在萌芽状态，填写好运行日志加强管理手段。