DCS现场可靠性应用探讨.pdfVIP

分散 控制系统现场可靠性的研究 分散 控制系统现场可靠性的研究 分分散散DCS控控制制系系统统现现场场可可靠靠性性的的研研究究 淮北职业技术学院机电系 潮兴淮 淮北矿业集团公司朔里煤矿 黄靖博 【摘 要】 【摘 要】 【【摘摘 要要】】从DCS系统现场可靠性措施、现场环境条件控制，以及日常维 护等探讨可靠性保障的方法。 【关键词】 【关键词】 【【关关键键词词】】DCS系统 保障可靠性方法 随着科学技术的不断发展，控制系统越来越多的得到应用，主要用于生产 过程进行控制、监视、管理和决策的分散控制系统（DCS），也被用在了煤矿生 产过程的控制中。可靠性技术包含可靠性设计、分析、试验、管理四个方面的研 究内容。为保障安全、经济运行，控制系统必须有很高的可靠性。随着大规模计 算机系统及其通信网络的发展，高可靠性成了值得研究的大问题，其理论也需要 不断地发展与完善。 提高 系统可靠性措施 提高 系统可靠性措施 1 提提高高DCS系系统统可可靠靠性性措措施施 为提高DCS控制系统的可靠性，一般也采取了一些技术措施，主要建立在 以下基本思想上的：① 故障预防。即使系统本身不易发生故障；②故障保安和 故障弱化。系统发生故障时尽可能减少故障所造成的影响；③故障容错。系统发 生故障时，能够继续运行；④在线维修。系统发生故障时，在不停止运行的情况 下维修。基于该指导思想，DCS系统中也采取了多种可靠性保障措施，以降低事 故发生及损失。 现场设计 现场设计 1.1现现场场设设计计 为避免DCS出现问题无法操作、监视等造成的设备失控。设计时要根据现场 的具体情况考虑可靠性，主要在电源系统、冗余系统、后备上采取措施。 ）电源系统 ）电源系统 1））电电源源系系统统 1 DCS系统电源是基础。避免高负荷运行，不得超过60%，尽量用高品质电源。 若UPS电源，应两台互为备用，保障能无扰切换，提高可靠性。UPS输入电源不 应连接同一母线。DCS电源系统（UPS、电源柜等）要安装在无尘、无振动、防 腐等要求的电子设备间内，通电前要封堵电缆孔，防泄漏蒸汽进入电源系统造成 短路。DCS电源通电后应挂上“设备带电运行禁止操作”标识牌，不准在DCS电 源系统上接入如检修电源、检修照明、充电设备、空调等其他无关负载。 ）后备保护 ）后备保护 2））后后备备保保护护 自动后备。采用冗余方式设置另一套或几套备用控制装置作后备。运行状 态自动控制装置发生故障，备用控制装置自动投入，维持系统自动控制。后备也 是冗余系统的一种形式。主要有主控单元冗余、电源系统冗余、网络冗余、I/O 模块冗余、操作员站冗余、服务器冗余等。运行设备出现故障时，热备设备会自 动无扰的运行，不影响对故障设备的检修。 手动后备。重要的控制回路，可采用手动后备的方法提高可靠性。一旦自 动控制失灵，用手动操作站可直接操作。手动操作站直接输出4～20mA或1～5V 的模拟量信号去控制执行机构或直接接地进行设备的操作，可手动控制生产过 程。 ）冗余系统 ）冗余系统 3））冗冗余余系系统统 从现场考虑，有必要对重要的I/O模块进行冗余。另考虑操作站的N:1冗 余结构，以避免卡件或操作站出现硬件故障造成设备停运。 硬件质量 硬件质量 1.2 硬硬件件质质量量 为提高DCS系统硬件可靠性，制造商采取了对元器件严格筛选、老化元器 件的降额使用、充分考虑到参数变化影响、采用低功耗元件、采用噪声抑制技术 等一系列提高硬件质量措施。 保障故障时处于安全状态 保障故障时处于安全状态 1.3 保保障障故故障障时时处处于于安安全全状状态态 2 DCS系统本身能在线故障检测