探讨DCS系统维护管理和应用

探讨DCS系统维护管理和应用

邓俊辉

佛山市顺德五沙热电有限公司528300

摘要：随着我国的经济社会不断发展，科学技术水平不断提升。在火力发电系统中，DCS系统占据着重要地位，只有发挥DCS系统的实用价值，才能提高火力发电的效率。传统DCS系统存在一定局限性，必须对其进行升级改造，解决系统故障问题。

关键词：DCS；系统维护；管理与应用

引言

随着生产装置自动化程度越来越高，DCS系统的应用越来越广泛，对DCS的依赖程度也越来越高。所以系统的安全性、稳定性问题更加突出。我们希望系统尽量不出现故障或出现故障能尽快查出故障所在，并尽快恢复系统正常运行。故维护管理好系统使之保持安全稳定长周期高效运行，降低故障率非常重要。

1火电厂控制系统概述

在火力发电厂的内部有三个工作站，总工作站负责信息端口，可以实现对网络的集成管理。分工作站负责协调通信，可以将控制系统、动力系统等整合到一起。随着经济的不断发展，科学技术水平不断提升，DCS系统急需进行升级和改造。DCS系统升级改造具有复杂性特征，技术人员需要进行阶段化处理。在第一个阶段内，技术人员需要新增控制柜一面，保持原公用水泵及其他附属设备仍作为公用DCS远程IO站不变。在第二个阶段内，技术人员需要升级CP，并对卡件进行系列改造，同时将循环水泵、空压机设备及附属系统作为公用设备纳入监控体系中。在对DCS系统进行升级和改造后，火电厂控制系统出现一系列故障问题。如何解决故障问题，降低系统风险，成为火力发电厂关注的重点。

2DCS在应用中的现状

2.1应用特点

DCS在近30年中已经发展的很成熟，其技术的可靠性等一些特点得到了自动化领域人们的认可，DCS有着丰富的软件资源，其包含的功能模块也达到了上百种。DCS操作起来比较简单，控制功能种类多，运行起来的效果也比较好。此外，由于DCS组态功能丰富，网络通信能力好和监控、协调管理能力强，DCS在石油、电力、化工等领域中得到了普遍的应用，几乎能够达到大、中、小控制功能的需求。

2.2应用缺点

数年来，DCS在接线方式上并没有什么变化，还是一对一的接线。即一个仪器，就会有一对的传输线，信号也不是双向传输的，只是单向进行传输。事实上DCS仅可达到半分散，由于这个原因整个系统的接线将会很杂很乱，从而导致一个很简单的控制线路，它的传输信号经过的路线会很长，这会触发好多的问题，譬如整个工程的时间将会很长、安装这些线路费用自然而然的就会上升，对这些线路的维护也不是件简单的事。

2.3故障原因

对DCS系统的历史运行数据和实时运行数据进行分析，结合控制系统的故障处理经验，可以发现DCS系统升级改造故障主要是由以下几个原因引起的：（1）工作站工作频次过高。在工作站有较多的软件设备和硬件设备，这些设备有固定的使用年限，一旦超过使用年限，就会对节点通讯产生不利影响，阻碍数据接收和信息传递。（2）DCS系统配置较差。在未应用DCS系统之前，火力发电厂采用传统的控制系统，历史库配置和新系统配置相距甚远。（3）DCS系统负荷过高。在系统运作过程中，经常要采用动态监测程序，对数据网络进行监控。全工况监测程序占据的流量过多，会占用大部分网络资源。

3增强DCS系统运维管理的有效策略

3.1系统运行过程中的维护管理措施

在DCS系统运行过程中，因机柜下层为电缆夹层，情况复杂且容易出现鼠害问题，所以应将机柜下的电缆入口封死，并且在机柜中放置一些粘鼠板或放置毒鼠药物。系统运行时，应当注意故障卡件的更换。新卡件应当用防静电袋进行包裹，防止人直接用手接触相关元器件造成不利后果。在卡件更换过程中，应当做好防静电处理，必要时应带上防静电手环，注意在卡件更换前对跳线地址进行确认。实际运行过程中经常会出现测点跳变问题，多数情况下是因为就地接线端子松动或DCS机柜端子板通道受到损坏，也可能是因为强电磁干扰。因此，需严格检查信号线屏蔽和接地状况，确保信号线与干扰源保持一定的距离。实际运行过程中，应当注意对组态的优化处理，提前备份好组态并做好记录。运行过程中，DCS系统应当对电脑磁盘进行检查，尤其要检查空余容量，优化整理磁盘，及时清除没有价值的数据信息，同时定期将历史数据导入移动硬盘予以保存。系统运行过程中，还要定期检查操作人员的权限，特别是网络端口位置的配置情况，严格管理工程师授权，严禁非热控人员擅自登录并修改组态。

3.2系统停运后也应加强运行维护管理

在DCS系统停运后，按照规程和要求清理DCS机柜和卡件中的清灰，并及时更换运行过程中不能更换的元件。要对操作员站、工程站内的电脑清灰，并且给CPU涂抹散热硅脂，确保计算机正常运行。停机后，检查各机柜、UPS和电源模块供电，处理好低电压电源模块，必要时对其进行更换处理。对机柜内部的DPU、卡件和网络进行冗余测试，详细记录冗余测试结果。检查DCS系统接线及插头的牢靠性，防止出现虚接问题，紧固处理易松动之处。检查机柜散热风扇的实际运行情况，更换存在故障及老化而影响散热效果的风扇。测量接地电阻，确保机柜接地铜排到大地的接地电阻不超过2.5Ω。

系统停运后的维护管理过程中，需特别注意以下几方面问题。在对DCS系统进行停电检修前，确认生产设备停运且整个组态信息己保存完好，待停电手续完全办理后再严格按照顺序进行操作。先依次使单个电源停止工作，然后总电源停止工作。切忌随意停总电源。清灰处理是应用干燥的压缩空气确保无水和无油污，压力保持在0.05MPa。清灰时所用的吸尘器应具有较大吸力，能及时吸走扬尘。在DCS机柜检修过程中，防静电处理也非常重要，而带好防静电设备及人体事先进行放电非常重要。同时，尽可能避免碰触卡件上的电路部件，拆卸的卡件应当置于防静电垫子上。DCS机柜中的电源模块很容易发热和老化，且容易产生电压不足等问题，因此在对其进行清洗时，应先去掉触头上的锈蚀，然后清洗电源背板和接线处。实践中若无法有效解决上述问题，则建议更换电源模块。清理完毕卡件上的灰尘回装至机柜槽位内时，一定要确保编号无误，同时检查卡件连接电缆插接是否到位，确保其牢固不松动。机柜散热扇清理过程中，应当更换转动不灵活的散热风扇。检修工作完成后，严格按照规定进行通电测试，检测各等级输出电压是否正常，尤其是DPU及卡件的状态是否正常，并检查切换功能是否正常。

3.3完善管理规范

制定《DCS设备管理制度》、《DCS检修规程》并组织学习，严格执行。特别强调的是：操作员站禁止安装DCS厂商之外的任何软件（包括杀毒软件），禁止化工操作人员接触电脑主机，禁止使用电脑USB口给电子设备充电；仪表人员进行DCS检修作业时，必须做到一人操作一人监护；所做的更改必须有记录。

3.4加强人员的培训

培训学习常态化。维护人员要熟悉系统控制柜硬件组成及其功能，网络拓扑结构，操作员站系统软件应用软件的一般使用方法，熟练掌握各类仪表接线方式，快速排除现场仪表故障；操作人员要熟悉DCS操作界面，熟记生产控制指标，熟悉历史趋势曲线调阅，对工艺指标超限必须及时响应。

4总结语

总之，对于DCS系统维护管理工作，关键是要做到预防第一，平时应加强对维护及操作人员的系统培训工作，同时作为系统维护人员应根据系统配置和生产设备控制情况，制定科学、合理、可行的维护制度和方法，做到预防性维护、日常维护紧密配合，确保DCS系统长周期稳定运行。

参考文献：

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[4]董立南，梁士民．火电厂DCS系统的运行维护与故障处理[J]．冶金丛刊，2017，（5）：134—135．