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DCS系统常见故障分析及对策

袁利剑;南英淑;刘立岩

【摘要】文中分析了某装置的DCS系统的常见故障,针对DCS系统专业管理及各专业全方位管理,介绍了通过科学的技术管理手段,可以最大限度地规避DCS故障的发生,确保DCS系统长周期平稳运行.

【期刊名称】《炼油与化工》

【年(卷),期】2015(026)002

【总页数】4页(P53-56)

【关键词】DCS系统;故障;管理;长周期

【作者】袁利剑;南英淑;刘立岩

【作者单位】中国神华榆林化工分公司机动工程部,陕西榆林719302;大庆石化公司化工一厂,黑龙江大庆163714;大庆石化公司化工一厂,黑龙江大庆163714

【正文语种】中文

【中图分类】TP273.5

DCS（DistributedControlSystem）即分散控制系统，广泛应用在石油、化工、电力、冶金、轻工等生产领域。目前国内石化行业应用的主流DCS进口品牌为Yokogawa、Honeywell等，国产品牌为浙大中控、和利时等［1］。DCS系统作为工业生产的中枢神经部分，它的连续、平稳、可靠运行是实现装置长周期运行的必要条件。因此需要分析影响DCS系统稳定性的各项因素，以采取相应的操作对策。

DCS故障表象千差万别，但其成因归纳起来为5类。

（1）DCS先天不足，自身存在自身缺陷。

（2）DCS系统配置规划设计不当。

（3）维护人员维护操作不当。

（4）制度管理有缺陷或执行不当。

（5）仪表专业外部影响因素。

1.1DCS系统缺陷

该类故障较为常见，主要表现为DCS功能不完善、运行不稳定等，了解了系统的秉性，则可以避其短、取其长。

（1）各家DCS系统的热偶输入卡，抗干扰能力比较弱，当卡件附近有对讲机使用的情况下，PV值的波动会很大［2］。

（2）和利时HOLLiAS-MAC5，冗余功能不完全，在特定的情况下存在CPU不切换缺陷；报警提示功能不完善，如报警显示“R网故障”实际上是CPU故障；历史报警信息，无法在线显示。

（3）横河CS3000的在线拷贝功能块有时会无法激活，在不同的ControlDrawingBuilder件进行复制有时会造成控制器关闭。

（4）霍尼韦尔PKS系统删除点时有时会行成鬼点，删除点的名称无法再新建。

1.2集成配置不当

（1）系统配置不合理。如使用霍尼韦尔PKSC300系统，未配置CONSON站，在服务器故障时，所有操作站都无法操作。

（2）机柜内排布过密，散热不好，柜内高温导致电子元件工作不稳定。

（3）未考虑软件冲突问题，如横河CS3000与360安全卫士之间有冲突。

（4）系统集成施工缺陷：各品牌DCS的网络线在施工时，一旦有交叉现象，会导致网络工作异常。

1.3维护操作不当

操作、维护不当引发的DCS故障在各企业中比较常见［3］。

（1）维护不到位，如：每个检修周期点检、清灰作业不规范、不彻底等。

（2）操作不当，如：组态下装错误；维护中未按程序规定进行带电作业等。

（3）接线问题：拆线后，端子未进行绝缘包裹，导致接地，会造成保险烧毁，如有强电串入，则会导致安全栅、卡件烧毁。信号回路上（包括现场）存在线接反、松动、脱落的现象。影响DCS指示、控制。

（4）信号线没有做好屏蔽，绞度不够，易受到干扰。

（5）组态不当，如西门子S7-400冗余控制系统默认DB1和DB2是用于冗余CPU之间的数据交换的数据块，如果编写不慎进行赋值操作，有可能关闭。

1.4制度管理有缺陷或执行不当

（1）防病毒管理：未进行防病毒管理要求或执行不严，导致病毒侵入。如U盘、外网接入等，最典型的是发生在伊朗的“震旦”病毒。

（2）备份管理：未完善制度或未按制度执行，导致异常时无法恢复。

（3）监测管理：未完善制度或未按制度执行，导致系统异常报警不能及时发现。

（4）端子检查和紧固管理：制度未建立或执行不到位，导致长时间运行后端子松动。

（5）环境管理：环境的温度、湿度、防尘、防鼠、防腐蚀不到位引起的硬件损伤。

（6）更换卡件，未按规定执佩戴接地腕带，或采取其他静电消除措施。

（7）流量累计管理：各品牌DCS的流量累积在投用初期精度能满足要求，但累积的时间越长，精度越低。此为浮点数的运算特性造成的，累积的数值大到一定程度，瞬时流量的数值将会被忽略掉。不计入累计结果。该问题需要修改累积功能块的程序来解决。

1.5仪表外部因素

（1）施工影响，如：现场焊接作业，焊把线违规连接到仪表接地系统，造成DCS系统波动。

（2）新增MES管理系统，未配备防火墙。

（3）UPS系统改造，接地方式发生改变。

掌握了DCS各种故障类型的形成原因，可以有针对性的采取预防措施［4］。

2.1前期方案策划

需要充分考虑可用性、可靠性、维修性、先进性、经济性、安全环保性。

（1）确定短名单的原则：行业内主流