DCS现场可靠性应用讨论.docx

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1、DCS现场可靠性应用讨论分散控制系统DCS的主要作用是对消费经过进展控制、监视、治理和决策，因此必须具有很高的可靠性，才能保证工厂的平安、经济运行。随着大规模计算机系统和计算机通讯网络的不断开展，可靠性问题己经成为一个特别重要的问题，其理论也在这种形势下不断地开展和完善。可靠性技术的研究内容大致分为四个方面：可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、可靠性治理。2DCS系统的可靠性措施在DCS系统中，采用了很多进步可靠性的技术措施。这些技术措施是建立在以下四种根本思想上的：使系统本身不易发生故障，即所谓的故障预防；在系统发生故障时尽可能减少故障所造成的影响，即所谓的故障保安和故障弱化；当系统发生故障

2、时，可以让系统继续运行，即所谓的故障容错；当系统发生故障时，可以在不停顿系统运行的情况下进展维修，即所谓的在线维修。基于这四种根本思想，DCS系统中采用了各种各样的可靠性措施降低事故的发生及所造成的损失。2.1严格进展质量治理和进步系统硬件程度为了实现DCS系统的硬件可靠，DCS系统的制造商采取了一系列进步硬件质量的措施，如对元器件进展严格的挑选、老化元器件的降额使用、充分考虑到参数变化的影响、采用低功耗元件、采用噪声抑制技术等。2.2DCS系统现场设计的可靠性措施DCS出现问题后，将会有无法操纵、无法监视等造成设备失控的情况出现。轻者出现设备停运影响经济效益，重者危及人身和设备的平安。所以在

3、设计中一定要根据现场的详细情况认真的考虑系统以下几点可靠性：1电源系统DCS系统的供电系统是其运行的根底，电源负荷不要超过60%，以免电源高负荷运行。同时要考虑用高品质的电源，一般笔者采用UPS电源，采用两台UPS互为备用最好，一台出现故障后备用机可以无扰切换，进步电源的可靠性。UPS输入电源不要采用电气的同一母线，要根据电气厂用接线取可靠性高的不同母线段电源，这样保证电气一段母线出现问题后不会影响DCS系统的电源。DCS电源系统UPS、电源柜等在现场安装时要安装在知足无尘、无振动、防腐等要求的电子设备间内，同时安装完毕通电前把电缆孔封堵，以防泄漏蒸汽从电缆孔进入电源系统造成电源短路。在DCS

4、电源上电后，要在UPS、电源柜等设备上挂“设备带电运行制止操纵标识牌，更不准可以在DCS电源系统上接入与DCS系统无关的负载，如检修电源、检修照明、充电设备、空调等。2冗余系统现场考虑人们有必要对重要的I/O模块进展冗余，同时考虑操纵员站的N:1冗余构造，这样防止由于卡件或者操纵员站出现硬件故障造成设备停运。3采用后备措施手动后备对于重要的控制回路，可以采用手动后备的方法来进步可靠性。一旦自动控制失灵，用手动操纵站直接进展操纵，在这种情况下，手动操纵站直接输出420mA或者15V的模拟量信号去控制执行机构或者直接接地进展设备的操纵，可以手动控制消费经过。自动后备自动后备是采用冗余的方式设置另外

5、一套或者几套备用控制装置。当处于运行状态的自动控制装置发生故障时，备用控制装置自动投入，维持系统的自动控制。自动后备是冗余系统的一种形式，冗余有主控单元冗余、电源系统冗余、网络冗余、I/O模块冗余、操纵员站冗余、效劳器冗余等。运行设备出现故障时，热备设备会自动无扰的运行，同时不影响对故障设备的检修。2.3使系统故障时处于平安状态DCS系统本身在工作中不断地进展在线故障检测，一旦发现故障，就将故障设备与系统隔离，使它不至于影响其他设备的正常运行。故障出现后同时会发出声光报警，维护人员根据报警的提示进展分析故障原因并尽快的处理故障，防止故障扩大。在处理经过中要做好现场的技术措施，不要轻易重启CPU

6、，以免对设备造成扰动。假如需要重启CPU，需要与操纵人员配合做好预防措施，一般DCS在CPU复位时会对模拟量输出信号进展复位，这样可以对执行器和变频器采用手动切换控制方式，执行器可以以采用断电方式或者将模拟量输出卡件拔掉方式执行用具有断信号保持功能，系统正常后将信号加到正常值后再给执行器上电和插卡件。但是一定要根据DCS本身的特点进展，有的设计中有开关量平安输出开、关、保持等，假如用户在组态时选的平安输出是开，那当重启CPU后开关量会发出开的指令。3现场条件3.1现场环境DCS系统一般都放在控制室内或者计算机电子间内，计算机室应隔热、防尘还需要避开强电磁场的干扰及远离强振动、强噪音场所。计算机

7、室的净高宜不小于3.2m，面积宜不小于20m2一台计算机及其外围设备，室内应有电插座。地面应采用无尘、无静电作用光滑地板，该地板宜用活动地板，下部空间高度不小于150mm。计算机室应保证室内温度在1825范围内，温度变化率小于5/h，相对湿度在4570范围内，任何情况下不许结露。当空调设备发生故障时，应维持室温在24小时内不超过制造厂允许值。以上条件需要在DCS系统上电工作前严格控制，工作环境是保证设备可靠运行的根底，假设环境要求达不到要求，DCS系统在运行经过中会受到不同程度的影响，如温度高、湿度大、震动大等都会影响DCS系统的正常运行。3.2电缆敷设1控制盘、台，继电器柜等内部的连接线，应

8、选用铜芯聚氯乙烯绝缘电线。需经插件的连接线或者FK型切换开关的连接线，应选用铜芯聚氯乙烯绝缘软线。2热电偶至冷端补偿器、恒温箱或者直接与仪表的连线，应选用热电偶丝延伸线或者与热电偶丝的热电特性相匹配的补偿导线。3模拟量模入模出信号和低电平的开关信号应使用屏蔽电缆连接，信号电缆芯的截面应大于即是1mm2。而高电平或者大电流的开关量的输入输出信号可用一般对绞电缆控制电缆连接，但应与模拟量信号、低电平开关信号分开，单独走电缆槽。4微弱信号及低电平信号，十分是要求抗干扰信号如计算机、分相仪表转换器前，不应与强电回路合用一根电缆或者敷设在同一根保护管内。5不同信号或者不同电压等级的电缆，不宜在同一层托架

9、中敷设；当在同一层托架中敷设时，应分类布置，必要时用隔板隔开。6严禁电缆平行敷设在油管路的正上方或者燃气管路的正上方，和在油管路接口的下方通过。7计算机的输入输出信号电缆应敷设在带盖的电缆槽中，电缆槽道及盖板应保证良好接地。单根信号电缆应穿在钢制电缆管中敷设，电缆管要保证良好接地。电缆屏蔽层宜选用铜带屏蔽或者铝箔屏蔽。3.3现场接地常用考前须知DCS系统对接地要求比拟严格，在现场接地时一定要严格按照DCS厂商的接地标准严格接地，否那么会影响DCS系统的可靠性。对DCS系统现场接地时应留意以下几点：1I/O柜的电源地与UPS的电源地必须接至同一个地，保证等电位。2接地电缆必须符合DCS厂商的要求

10、，并要接到机柜内专用的接地螺丝上。3系统接地与屏蔽接地不能在机柜集合，必须单独接入到接地网。4柜间接地不能用机柜并接螺栓代替，必须用接地线严格连接。5接地要结实可靠，汇流连接板并要涂防腐漆。6接地电阻符合DCS系统要求，并要进展严格的测定。7接地严格按照DCS厂商接地要求接地，不能为了省事走捷径或者不按照接地线线径要求进展接地。DCS系统接地不符合要求，在运行经过中会出现很难意料的故障，如信号收集错误、通讯不正常、计算机死机、控制失灵、保护误动等。4系统维护对DCS系统维护总结以下几点：1定期对DCS系统电源进展检查，对于冗余电源系统要定期进展切换实验工作。同时对UPS电源进展定期的切换检查，

11、对电池按照要求进展定期放电充电。2定期检查网络接头和各连接线是否结实，控制柜内的各接线端子是否结实可靠。3经常检查控制单元、I/O模块、其他模块等的工作是否正常。4定期检查接地是否结实，测试接地电阻是否符合要求。5定期检查控制器、计算机等的工作负荷，并留意是否有升高现象。6定期检查MMI硬盘，并删除零碎文件，历史文件经常进展外设归档备份。7利用机组检修期间逐个复位DCS系统的DPU分散处理单元和MMI人机接口，以消除计算机长期运行的累计错误。8对于DCS系统和其他系统比方MIS计算机治理系统、SIS厂级监控信息系统等的接口，建议在其他系统侧的网关站上，加装病毒防火墙，并及时更新病毒库。同时及时更新操纵系统的补丁，进步系统的平安性。9定期检查系统风扇是否工作正常，风道有无阻塞，以确保系统能长期可靠地运行。10在机组大小修停机时，应留意检查DPU主机卡COMS电池的电量。当出现因COMS电池没电而引起COMS数据丧失的情况时，应整批更换主机板的COMS电池。11定期巡检习惯、定期检查、定期清扫，保证DCS系统运行环境清洁干净。