DCS系统故障判别及处理方法

摘要：DCS系统伴随着科技的快速发展应运而生，它以成为工业现代化的重要标志，相比集中式控制系统，DCS系统具有配置灵活、组态方便、分散控制、分级管理、集中操作等优势，备受各个工业领域的青睐，在众多工业领域中有着普遍而广泛的应用。但是，DCS系统在运行过程中，仍然存在着许多自身无法克服的问题，致使在使用过程中频繁地出现异常状况或者出现一些故障，因此，操作工也应该掌握专业的判别方法，及时发现故障并找到故障解决的办法，进行处理，这样就可以最大限度地避免或减少因为DCS系统故障而造成的影响。

关键词：DCS系统；故障判别；处理方法

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）66-0038-02

Distributed Control System简称DCS控制系统，也称集散控制系统。它是相对于集中式控制系统而言的一种集散式控制系统，它以通讯网络为纽带，具有多级计算机系统，由过程控制级和过程监控级组成，综合通讯、计算机、显示和控制等4C技术，在系统功能方面同集中式控制系统没有太大区别，不同的是系统功能的实现方法。因此，下面简单介绍一下DCS控制系统在煤化工业中的应用，以及DCS系统在实际操作过程中遇到故障时，该如何进行故障的检测判别、维护和处理呢？其具体处理方法又是什么呢？

1 DCS系统概述及特点

DCS系统将控制功能分散于各台计算机，系统结构采用容错设计，因此，即便其中一台计算机出现故障也不会影响到系统其他功能停止工作，另外，每台计算机在系统中都承担比较单一的任务，因此，可以对每台计算机配备特定结构和软件的系统，使其有针对需要地实现其功能，同时也提高了每台计算机在系统中的可靠性。

那么，DCS控制系统究竟有什么特点呢？归纳起来大致有以下几点：

1）DCS系统具有相对开放的控制功能

DCS系统控制程序采用任务运行方式，每个任务都可以预先设定运行优先级及运行周期，因此，不仅能实现复杂调节回路的愿望，还能实现开关量的快速控制。其设计也采用系列化的设计，各台计算机可以采用局域网的形式进行通信并实现信息传输，当需要改变其传输方式、系统功能及需要扩充之时，可以直接增设计算机台数，并且简单而方便的连入系统通信网络，如果需要卸下部分计算机，也是同样的道理，根本不会影响到其他系统的正常运作。

2）DCS系统具有配置灵活的功能

DCS系统在软硬件组态过程中，通过不同流程应用对象来实现软件的组态，简单而言就是确定控制信号与测量及它们之间的连接关系，而控制所需要的各种监控和报警画面，是通过控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形来实现的，这就简单而直接地实现了所需要的控制系统。

3）DCS系统维护起来更加简单

DCS系统所设置的小型或微型的专用计算机，因为其功能单一，每一台都有属于自己的单一而专业的任务，因此，当出现故障时，也会显得容易更加容易检测，当其中一台出现故障之时，因为不会影响到其余设备的正常运行，所以维修起来也相对简单，可以迅速地找到维修方法并排除故障。

4）DCS系统具有个工作站之间的相互协调性

在DCS系统中，每隔工作站之间通过通信网络来实现各种信息和数据的传送，整个系统之间可以达到信息共享及协调工作，这样对于系统控制及系统总体功能的优化处理有一定的优势。

5）DCS系统具有功能齐全的控制系统，可以实现不同的控制任务

DCS系统的构成方式非常灵活，通常由通用服务器、工业控制计算机和可编程控制器组成，也可以自由搭配专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、数据采集站、现场控制站等，来实现控制系统去控制不同专业要求的各种控制任务。另外，DCS系统可以根据计算机技术的发展，按照更高性能与需要的计算机设备，通过网络连接去实现更高级的管理功能，例如计划调度、仓储管理、能源管理等。

2 DCS系统在煤化工业中的应用

DCS系统作为一种高科技的产物，其诸多的特点及优点，受到煤化工业的青睐，因此，理所当然就被煤化工业广泛地投入了应运。DCS系统在煤化工业中主要有如下应用：

1）DCS系统在煤化工行业合成氨生产工艺中的应用

合成氨生产工艺在煤化工业中占据着重要的岗位，因此，对生产设备以及技术的要求都比较高，因为合成氢工艺中的主要参数值直接影响着合成氢的产量和质量，另外，还直接决定着能源消耗和消耗定额，所以，合成氢工段中主要工艺参数的优化控制显得相当重要。而DCS系统在煤化工业合成氢生产工艺中的应用，也就具有一定的现实意义和必然趋势。

在合成氢生产工艺过程中，不管是对温度的要求还是对氨冷器、冷交换器、氨分离器的三大液位的参数要求都有很高的要求，而DCS系统可以凭借其智能而全面的控制系统，来实现合成氢工艺生产过程中的自动化控制工程。当然，DCS系统控制需要经过精心调试才能使系统的可控性很好的实现，才能确保DCS控制系统在合成氢生产工艺中中稳定长期地工作。

2）利用DCS系统观测重要数据的变化

在煤化工业中，为了让工作人员更为方便地进行操作，通过在设计流程图画面时以操作岗站为单位，在操作界面上制作动态显示图棒，实现比较容易而简单的操作。另外，可以在操作界面上制作一些重要的变量趋势图，让操作员直观而清楚地观测到重要数据的变化趋势，以便于清楚地记录数据的变化顺序，这样一来，当有故障发生时，就可以迅速地参照数据进行分析故障原因。

3）利用DCS系统建立数据库，记录重要过程的数据变量，进行企业数据分析

利用DCS数据来建立数据库，累计记录煤化工业合成氢生产工艺中氨冷器、冷交换器、氨分离器的三大液位的重要数据的变化、变量，以便依据这些累计的数据对合成氢生产工艺进行具体分析，再依据分析得来的数据对生产工艺进行专业而精准地优化，以便提高合成氢的生产质量及效率，带动企业本身经济效益的快速发展。

3 DCS系统在煤化工业应用过程中出现故障时的判别及处理方法

DCS系统在运行中，也会因为发生故障没有得到及时处理而对各配置造成一定的影响，因此，及时判别DCS系统故障并找到正确而有效的处理方法就显得尤为重要，这就要求操作工不仅要掌握一定的判别方法，以便及早发现故障，另外，还应该具备一定的维护经验，以及一套行之有效的故障判别方式和处理方法，以避免或减少对系统控制的影响。

那么，究竟DCS系统在煤化工业应用过程中出现故障时该如何及时做出判别以及该如何快速处理呢？

1）依据DCS系统数据变化及时发现故障，找到合适的方式方法进行故障排除

DCS系统控制系统所控制的数据，通常情况下，如果经常变化的数据长时间不变，另外，其余的数据都不变，假如故障报警呈现红色，应该立即检查卡件运行情况，假如卡件没有故障，那么就应该检查通讯是否正常；如果波动数据对工艺操作并无影响，那么很大程度上是因为计算机某卡件发生了故障，而并非操作系统本身发生故障，应该立即将相关的自调系统打到手动调节，必要时进入现场进行调节，同时，通知维修人员前来维修，并将数据变化情况告诉维修人员。

维修人员可以根据数据故障报警情况去判别故障，这样就能基本确定故障出在了什么地方，一旦能确定故障的具置，那么，相对于具有专业素养的维修人员而言，进行正确的故障排除就显得相对容易。

2）根据DCS系统监控画面运行情况，检测系统是否存在异常及故障

DCS系统对控制画面进行实时监控时，如果发生监控画面数据无法刷新，调节画面不起作用，或者某个操作站存在异常，或者系统报警指示灯存在异常，则说明该操作站有问题，就可以通知维修人员前来维修。

维修人员就要根据这一情况做出准确的判别，用专业的知识去分析问题，解决问题，以致排除系统故障。

3）观察各个控制系统的断电情况

在DCS系统正常运行过程中，突然发现有部分操作站没有显示，那么就说明UPS或市电断电，就应该及时通知维修人员进行维修。假如有电的操作站能够进行正常监控，就不会影响控制系统的正常调节。

4）DCS系统中，发现多个自调系统失控情况

在DCS控制系统中，假如发现多个自调系统失去控制，监控画面上的自调阀阀位显示全开或者全关，应该立即检查仪表气源压力，若此数据小于0.4MPa，就表示有异常情况，应该及时排除气源管道是否漏气或堵塞，如果气源压力小于0.2MPa，应该立即紧急停车，将监控画面上的自动调节系统全部搞成手动，将调节阀阀位调至安全位置，并立即通知仪表工进行检测，并进入现场进行操作，将调节阀两端的截止阀关闭，启用旁路阀进行操作。

因此，在DCS系统在运行过程中，应该及时的用专业的知识去判别并排除存在的异常状况和一些故障，并及时找到故障解决的办法，进行处理，这样就可以最大限度地避免或减少因系统故障而造成的不必要的损失。

参考文献

[1]蒋彬，李治薇[J].石油与天然气化工，2010(S1).

[2]杜存飞，刘彦英.中国西部科技，2008(4).