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DCS系统的故障及其维护

导读: 随着自动化水平的提高,DCS控制系统(集散控制系统)逐渐代替 了常规仪表,其优越性已被广大操作人员所接受。但发生故障时,会造成装置停车甚至事故,各种故障如何及早发现及恰当处理就显得非常重要。

  DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称,国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS具有以下特点:

  (1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

  (2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。

  (3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从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组成所需的各种监控和报警画面,从而方便地构成所需的控制系统。

  (4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。

  (5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。

  (6)控制功能齐全 控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制,并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展,DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能,如计划调度、仓储管理、能源管理等。

  流程工业CIMS是一个复杂的综合自动化系统,处理的对象是整个企业的全部生产活动,DCS作为一种有效的工具和实现手段,在流程工业CIMS中完成重要的基础控制和实时生产数据采集、动态监控等功能。与管理类计算机相比,DCS能够提供更加可靠的生产过程数据,使CIMS系统所作出的优化决策也更加可靠。

  从功能上看,流程工业CIMS中的生产自动化系统、动态监控系统和在线质量控制都可以由DCS实现。从流程工业CIMS的层次结构看,DCS主要担负过程控制和过程优化任务,有些生产调度和生产管理工作也可在DCS上完成。

  DCS系统故障判别及处理方法:随着自动化水平的提高,DCS控制系统(集散控制系统)逐渐代替 了常规仪表,其优越性已被广大操作人员所接受。但发生故障时,会造成装置停车甚至事故,各种故障如何及早发现及恰当处理就显得非常重要。有关DCS系统故障的检查及维护方法我们做如下总结:

  1、查看监控画面的数据

  出现以下情况时,说明控制系统发生问题,应立即通知微机维修人员维修,同时操作工到现场进行处理。

  (1) 经常变化的数据长时间不变,且几个数据或所有数据都不变。

  (2) 控制分组画面中,手动自动无法切换,或手动输入数据后,一经确认,又恢复为原来的数据,修改不过来。

  (3) 趋势图画面中,几条趋势都为直线不变。

  (4) 监控画面中,多个数据同时波动较大。

  判断波动数据是否为工艺上相关参数,若是相关参数则通知仪表及微机人员检查,看是否某调节系统波动引起相关参数变化,同时将相关调节系统打到手动状态,必 要时到现场进行调节。如水溶液全循环装置中,尿素合成塔压力正常时为l9.67MPa,如果突然大范围波动,此时势必引起下游的中压系统、低压系统压力波 动,这种情况是由于几个相关参数中某一参数波动引起其他参数变化,并不是控制系统本身故障。

  若波动数据工艺上彼此并无直接影响,则可能为微机某卡件发生故障,立即将相关自调系统打到手动调节,必要时到现场进行调节,同时,通知微机及仪表人员检查。

  2、查看操作站工作情况

  当发现某个操作站死机, 监控画面数据不刷新,调节画面不起作用,查看右上方系统报警指示灯是否正常,并检查其他操作站是否工作正常,若正常,则仅该操作站有问题,通知微机维修人 员修理。若其他操作站数据也不变,则为系统通讯网络出现故障,立即通知维修人员检查网络设备的运行情况,进行修复。

  3、观察操作站的断电情况

  若部分操作站突然无显示,则说明UPS或市电断电,立即通知微机维修工进行维修。若有电的操作站可正常监控,此时不会影响控制系统的正常调节。

  4、注意控制站全部断电的情况

  由于所有控制站设备均为双路供电,一路UPS,一路市电,所以这种情况的发生几率很小。

  当控制站全部断电后,监控画面上两个系统报警红灯亮,通讯中断,数据全部不刷新,所有自调系统完全失控,调节阀将恢复到初始状态,气开阀全关,气关阀全开。此时,应立即紧急处理或停车,同时到现场进行操作。

  5、注意所有操作站全部断电的情况

  此时,查看控制站电源指示灯是否正常,卡件诊断指示灯有无故障红灯,绿灯表示卡件正常工作,若以上都正常,则可以确定控制站工作正常,自调系统工作正常,只是操作工暂时看不到监控画面,且不能对现场进行遥控操作,立即通知微机维修人员进行维修,并到现场进行监控。

  6、调节阀仪表气源压力低或仪表空气全部断气

  当发现多个自调系统失灵,监控画面上自调阀阀位在全开或全关位置,立即检查仪表气源压力,若气源压力小于0.4MPa,则不正常,检查气源管道有无堵塞或 漏气现象;若气源压力小于0.2MPa,立即进行紧急停车。将监控画面上的自调系统全部打到手动,将调节阀阀位调到安全位置,通知仪表工检查气源,同时到 现场进行操作,关闭调节阀两端的截止阀,用旁路阀操作。

  结 论

  DCS发生故障时,操作工应掌握一定的判别方法,及早发现问题,进行适当处理,可以避免或者减少对工艺控制的影响。

 

责任编辑:siliver
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