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- 浔之漫智控技术（上海）有限公司
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- 发布时间
- 2023-07-19 17:06:40
诸多故障实例表明，降低dcs集散控制系统的故障几率，必须做好DCS集散控制系统从选型设计到运行启停维护全方位工作。
1、DCS集散控制系统的选型设计调试
1.1 系统和控制器的配置要重点考虑可靠性和负荷率（包括冗余度）指标。通讯负荷率必须控制在合理范围内，控制器的负荷率尽可能均衡，避免“高负荷”问题的发生。
1.2系统控制逻辑的分配，不宜过分集中在某个控制器上，主要控制器应采用冗余配置。
1.3电源设计必须合理可靠。注意电源设计的负荷率和电源的冗余配置方式，保证两路独立电源。
1.4注重DCS系统接口的可靠性，注意重要接口的接口方式和冗余度。
1.5 DCS系统接地按厂家要求执行，避免接地问题造成系统大面积故障。应注重考虑系统的抗干扰措施，I/O通道应强调隔离措施。重视电缆质量与屏蔽，重要信号及控制使用计算机专用通讯屏蔽电缆。
1.6根据设备运行特点和各种工况下机组处理紧急故障的要求，配置操作员站和后备手操装置。紧急停机停炉按钮配置，应采用与DCS分开的单独操作回路。
1.7对于保护系统，采用多重化信号摄取法。合理使用闭锁条件，使信号回路具有逻辑判断能力。
1.8调试期间按照调试大纲、办法，对所有逻辑、回路、工况进行测试，确保各参数设置正确合理。
2. DCS集散控制系统运行、启停维护
2.1做好维护准备工作
DCS系统的维护需做好以下准备工作：
（1）维护人员应熟悉DCS系统结构和功能构成，了解系统设备硬件知识，熟练掌握DCS组态软件。
（2）系统备份：包括操作系统、控制系统软件、逻辑组态，确保数据完整和新。优先采用光盘，使用移动硬盘、U盘等保证专盘专用。
（3）硬件储备: 对易损、使用周期短的部件和关键部件作适量的备份，保证各类型卡件、模块备品不少于1个，并按照制造厂要求存放，如有条件应对备品进行校验。
（4）整理产品售后服务范围、时间表，形成DCS厂家、设计调试单位技术支持通信录。
2.2 日常维护
系统的日常维护是DCS稳定运行的基础，主要包括以下几点：
（1）根据25项反措要求、DL/T774检修维护规程等文件规定，完善DCS系统管理制度。
（2）电子间封闭良好，保证温湿度、空气洁净度符合制造厂规定。可将电子间的环境温度信号引入DCS监测。
（3）每天检查系统各机柜风扇是否工作正常，风道有无阻塞。
（4）保证系统供电电源质量且为两路电源可靠供电，当任一电源失去即报警。
（5）电子间禁止使用无线通讯工具，避免电磁场对系统的干扰，避免拉动或碰伤设备连接电缆和通讯电缆等。
（6）规范DCS系统软件和应用软件管理，软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及负责人制度。做好主机USB端口、光驱等的封闭管理工作。
（7）做好各控制回路的PID参数、调节器正反作用等系统数据记录工作。
（8）检查控制主机、显示器、鼠标、键盘等硬件是否完好，画面是否正常。查看故障诊断画面，是否有故障提示。
（9）DCS设备包括DPU、人机接口站等上电应按照一定次序逐一进行，每台设备上电观察正常后再进行下一设备操作。
（10）定期对DCS主系统及与主系统连接的所有相关系统的通信负荷率进行在线测试。检查冗余主从设备状态，条件许可时或定期进行主从设备切换。
(11)对重要组态页进行中文描述；编制试验操作卡并保证随时更新。规范DCS组态作业，运行中尽量不做重大组态修改。
（12）定期逐台重新启动所有人机接口站一次（建议2、3个月左右），以消除计算机长期运行的累计误差。
2.3 停运维护
机组检修期间应对DCS 系统应进行彻底的维护，主要包括:
（ 1）利用机组检修时间逐个复位DCS系统的DPU、CPU和操作员站及数据站；删除组态中的无效I/O点，对组态进行优化。
（2）系统冗余测试: 对冗余电源、服务器、控制器、通讯网络进行冗余测试。注意系统各设备停电时，主从设备切换、网络、人机接口站是否正常；系统检修重新上电后对各设备进行切换测试。
| 从dcs控制系统的级成结构看可以分为三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口(HSI)。控制器I/O部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。早期的DCS系统的通讯网络都是专用的，DCS有几级网络，完成不同模件之间的通讯。从目前的情况来看，DCS的多网络级有四级，它们分别是I/O总线、现场总线、控制总线和DCS网络。 I/O总线，它把多种I/O信号送到控制器，由控制器读取I/O信号。这称为I/O总线。I/O板相互之间并不交换数据。I/O总线的速率是不高的。从几十K到几兆不等。这与计算机技术的发展情况有关。80年代初是20K，80年代中期是40K、80年代末期是80K，90年代是几兆。为了快速，好是并行总线。采用并行总线，其I/O模件必需与控制器模件相邻。采用串行总线的情况下，I/O板和控制器之间的距离也要比较近才行。好把控制器模件和I/O模件装在一个机柜内或相邻的机柜内。远程I/O应该采用现场总线。如CAN、LONWORKS、HART总线等。现场总线是90年代初发展起来的。在I/O板中从硬件来说应该有能接收现场总线来的信号的输入、输出板。从软件来说在控制器中应该有读取和写到现场总线信号的功能块。在DCS系统中，远程I/O采用HART总线比较多。比如现场的变送器，离控制器机柜距璃比较远，把16个变送器来的信号编成为一组，用HART总线把信号送到控制器，空制器同时读进16个变送器来的信号。控制器和变送器两者距离可达1公里以上。在从美国、欧洲进口的DCS系统中，几乎都有HART协议板。实际应用中，远程信号是比较多的。如水泥厂，回转窑的窑头与窑尾，两者距离有几百米，如果在网络上设两个结点，需要两套结点的接口模件，接口模件的费用比较高，如果设一个结点，在地理位置上不管结点安排是在窑头还是窑尾，都需要采用远程I/O。 第三级是DCS网络。它把现场控制器和人机界面连成一个系统。为了确保通讯成功，DCS生产厂家无论是电缆，还是通讯口，都把它们做成冗余的。一条网络发生故障，另一条备用网络立即投入运行。备用方式各种DCS有别。如美国的LEEDS—NORTHROP的MAX-1系统采用冗余两环信息正向和反向同时运行。有的系统一个环在运行，另一个等待。 三种总线的通讯协议是由各DCS生产厂家自行开发的，通讯协议是不公开的。 DCS网络的结构形式大致是三种，分别是总线形、环形和星形。星形结构通常只用于小系统。通讯协议有令牌广播式，问询式和存储转发式。问询式协议的网络要有交通指挥器。所有人机界面要向控制器请求数据时，必需通过交通指挥器，由交通指挥器来向控制器请求数据。控制器才能发送信息给人机界面。如HONEYWELL的TDC2000，FISHER的PROVOX，都有交通指挥器。在星形网络中，人机界面（操作站）可以作为交通指挥器。它只能连接一个人机界面的结点。把它作为操作站。网络的覆盖面也比较小。由一些回路控制器组成的系统通常都连成星形网络。令牌广播式由一个结点发出一个令牌(令牌是特别的比特组，比特组内无源地址和目的地址)，令牌沿环绕行。拿到这个令牌的结点就改变令牌中一个特定位，将令牌变成一信息帧的帧起始定界符，加挂上构成一帧所需要的其余字段以发送信息，网络上的其它结点都在接收信息。当本站检测到帧的目的地址与本站地址相符时，就接收该信息帧。同时转发该帧，直到该帧回到发送站，才把该帧释放。再发送新令牌。这种协议的特点是持有令牌的结点才能发送信息。令牌广播式协议的网络中，可以连接多个人机界面的结点。在网络上的结点都是平等的。每一个结点都有机会发送信息。如美国BAILEY的INFI9090是令牌广播网。存储转发协议是一个结点发出信息，传给下一个，这个结点接到信息，必需先存下来，如果自己要，就可以接收下来，如果不需要，就把它转发出去。直至到需要这个信息的结点为止。然后信息再返回到源结点，才释放这个信息。这种协议用于环形网络中。这种环形网络可以长达几公里。如美国BAILEY的NETWORK90的厂区环路就是这样的网络。不管什么结构形式的网络，连到网络上的结点的总数是有限制的，至于什么样的结点，有几个，它是不受限制的。 |