闫冠宇

摘 要： DCS控制系统即集散控制系统，它在运行过程中，运用若干微机进行分散控制，并通过管理计算机监控全部信息，实现负荷与功能面的分散以及操作与管理的集中，是一种在现代化生产过程中应用非常广泛的综合控制系统，特别是在发电企业生产过程控制中发挥着重要的作用。DCS系统已逐渐从原来的配角角色转变为决定各发电企业安全经济运行的主角地位。通过各项实践证明，集散控制系统的应用，在大大减轻了工作人员的工作强度的同时，也提高了工作效率。本文对火电厂集散控制系统基本概况、其安全可靠性及日常运行与维护等各方面进行了分析和讨论。

关键词： DCS；集散控制系统；维护

随着社会经济与科学技术的快速发展，DCS控制系统已经被广泛应用于各大生产管理领域，较之于传统控制系统，DCS控制系统不但有效地提高了生产和管理效率，而且使我国的生产自动化水平提高了一个层次。由于DCS控制系统的组成比较复杂，实际操作中会出现一些故障，因此加强对系统故障分析与维护管理，是保证该系统正常运行的关键。

一、DCS控制系统概述

DCS又称集散控制系统，简单的说就是做到分散控制、集中操作、组态方便、配置灵活。系统主要的构成有硬件和软件；操作节点、控制站和网络组成。操作节点由计算机和监控软件组成，包括操作站、工程师站、历史站、通信站。控制站主要是指控制柜中的I/O卡件、主控卡件、电源模块以及与I/O卡件相对应的端子板。在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性；支持光缆、同轴电缆。在现场信号处理层，采用了1.5-12Mbps的PROFIBUS-DP总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。此外，系统还提供标准的OPC接口、以便同其它智能单元如PLC、智能仪表等连接。DCS系统对生产工艺的状态监视有着不可替代的作用，它作为生产的控制核心，对保证其正常稳定的运行有着重要的意义。DCS一旦产生故障轻者影响生产工艺的质量，重者停机停炉。因此，保证其正常稳定的运行对生产和安全有着极为重要的作用。这就离不开对DCS的正确维护。

二、DCS控制系统的安全可靠性

DCS系统的不安全因素是与其自身的特点来决定的。首先从人的方面来说，要求操作人员要做到三熟三能，即熟悉设备系统和基本原理，熟悉操作和事故处理，熟悉本岗位的规程制度；能正确进行操作和事故处理，能及时发现故障和排除故障，能掌握一般维修技能。要加强对操作人员的技术培训，做到安全操作、安全运行，不可麻痹大意造成人为的安全隐患。再来说设备方面，DCS系统构成包括软件和硬件系统，其中包括上位机和下位机，上位机主要由工作站来控制，要配备备用设备，要加强对工控机的日常维护。下位机和其他附件设备，像DCS电源、DCS网络等。模件故障老化或抗干扰能力差引起辅机跳闸和保护误动。其中下位机与上位机的通讯是造成生产过程安全运行的主要隐患。从设备方面来说，我们要从安装工艺和质量到调试，最后到正常运行的设备操作、设备巡检、设备维护各个环节严格把关。最后是环境的因素，对于各大型企业来说，其工况环境不同，因此环境的程度也尽不相同。环境温度、湿度、粉尘、酸碱度对设备、人员的伤害也很大。

三、DCS控制系统维护前的准备工作

1. 一定要熟悉DCS系统结构组成，如XDPS系统主要由分布式处理单元（DPU）、高速实时数据网和人机接口站（MMI）三大部分组成，熟记这些系统组成及其相关设备才能更好地进行维护管理工作。

2. 清楚每个模块的功能，了解其外部接线图，对于DCS系统内部的数据流向及其处理流程有着清晰的认知。

3. 熟知DCS系统各模块及就地仪表的工作状态及故障状态指示灯的含义，掌握这些有助于及时发现并处理简单故障。

4. 做好DCS系统硬件和软件的备份，硬件的备份应以易损和重点部位为主。如BCNET卡、电源模块和DPU模块，这些都是重要备件。软件的备份应对操作系统、DPU组态以及历史数据库进行定期备份，且备份应多样化，不局限于硬盘备份，应移动硬盘、U盘多重备份。

5. 整理收集好DCS系统相关资料，包括硬件资料和软件资料，以及相关厂家的联系方式，这样能在系统维护管理工作中节约时间和精力，并及时解决问题。

四、DCS控制系统的运行维护

1. 对DCS控制系统进行维护需要将DCS系统分解之后进行清扫和综合调查等处理，清理完毕以后再进行功能恢复，这样能够有效的延长DCS控制系统的使用寿命，除此之外，作为DCS重要组成部分的软件部分，对DCS的维护还需要对DCS进行全面的软件检测；在维护DCS控制系统的时候，需要对DCS控制系统的功能以及操作指令进行确认和重复试验，对于这个机组中性能劣化或者损坏的部件需要尽快更换；若是在DCS维护的时候需要对DCS控制系统升级的话，要在维护期间尽快升级；作为DCS控制系统信号输入的信号连接电缆和通讯电缆进行相应的测试和更换；还有就是对操作站的软件、硬件运行状态确认保存后，对硬件进行吹扫和檢测后，进行上电检测并且恢复；DCS系统中的主从冗余设备的切换，保证这种设备的有效性，对备用的冗余设备进行检测；还有定期检查DCS系统的机组接地是否在规定范围内。

2. 关于DCS控制系统的外部环境要求比较严格。整个控制室的温度必须控制在15～30℃之内，因此必须在控制室内安装有柜式空调或中央空调，防止温度波动过大，对硬件产生严重的损伤。控制室的湿度必须控制在20～80%之间，如果不在这个范围内，应该打开控制室必备的抽湿汽仪器，以确保各种重要硬件在适当的湿度下工作。必须对控制室的空气粉尘进行控制，防止粉尘进入，保持清洁。同时必须对控制室的空气进行手动分析含量，保证空气没有含过高的腐蚀性气体，保证各种电子元件不受腐蚀。并且要对控制室实行封闭管理，防止小动物窜入，特别防止老鼠进行，以损坏卡件，影响系统稳定运行。在系统停运的情况下，整个系统应该进行吹灰，包括计算机内部、控制站机笼、电源箱、风扇、机柜滤网等部件的灰尘清理。建立起明确的日常维护手册，以确保系统设备能长期可靠地运行。

3. 要对各台电脑定时进行检查与功能试验，保证每一台电脑没有垃圾文件，保证电脑的速度运行，设置好各台电脑的使用权限，严禁使用非DCS软件，严禁未授权人员进行组态，以产生不必要的安全事故。由于病毒会对整个系统产生严重的影响，因此应该制定相应措施，例如禁止使用u盘或移动硬盘与控制系统之间进行数据交换，应该购买刻录机，规定控制系统与外界的数据交换一律通过刻录机刻录进行，并且必须保证数据的单向传输，同时购买正版防病毒软件，每季度进行一次病毒查杀，彻底防止病毒进入控制系统。

五、建立健全的维护制度

对于DCS控制系统的维护，能够有效的改善DCS系统的运行和延长使用寿命，所以，企业和单位对DCS控制系统的维护需要建立一套完整的维护体制，包括：对DCS控制系统以及组件的巡查应该每天一次，并且认真的填好巡查记录，主要的巡查点包括：电子设备间的环境温度和湿度是否符合相关要求，查看空调运行是否正常；查看机柜背的温度，机组在正常运行下的一般温度会维持在35摄氏度以内；注意查看主控单元以及机柜滤网的清洁和完好程度；检查控制柜顶部的风扇，柜顶风扇应该运行良好，无杂音；检查UPS是否运行正常，查看UPS的负荷率，并与前日的负荷率做出比较，并且记录；除了每日一次的巡查以外，还需要每月对机组滤网清洗一次；每月上旬对冗余主控单元和服务器做人工主从切换，做好设备维护记录。

六、结语

随着计算机技术、通讯技术及现场总线技术的发展，会对DCS系统产生巨大影响，DCS系统将逐渐向更智能化的方向发展。鉴于DCS的重要性，DCS的维护关键要做到预防为主并制定科学、合理、可行的维护策略和方式方法，做好组态和软件的备份，时刻保证能够及时跟换损坏的卡件，从而确保系统长期稳定的运行。■