DCS系統(tǒng)的可靠性研究及現(xiàn)場條件

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯DCS系統(tǒng)的可靠性研究及現(xiàn)場條件 一、前言 分散掌握系統(tǒng)(dcs)的主要作用是對生產(chǎn)過程進行掌握、監(jiān)視、管理和決策，因此必需具有很高的牢靠性，才能保證工廠的平安、經(jīng)濟運行。隨著大規(guī)模計算機系統(tǒng)和計算機通信網(wǎng)絡(luò)的不斷進展，牢靠性問題己經(jīng)成為一個非常重要的問題，其理論也在這種形勢下不斷地進展和完善。牢靠性技術(shù)的討論內(nèi)容大致分為四個方面：牢靠性設(shè)計、牢靠性分析、牢靠性試驗、牢靠性管理。 二、DCS系統(tǒng)的牢靠性措施 在DCS系統(tǒng)中，采納了很多提高牢靠性的技術(shù)措施。這些技術(shù)措施是建立在以下四種基本思想上的： 使系統(tǒng)本身不易發(fā)生故障，即所謂的故障預(yù)防; 在系統(tǒng)發(fā)生故障時

2、盡可能削減故障所造成的影響，即所謂的故障保安和故障弱化; 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠讓系統(tǒng)連續(xù)運行，即所謂的故障容錯; 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以在不停止系統(tǒng)運行的狀況下進行修理，即所謂的在線修理?；谶@四種基本思想，DCS系統(tǒng)中采納了各種各樣的牢靠性措施降低事故的發(fā)生及所造成的損失。 1、嚴(yán)格進行質(zhì)量管理和提高系統(tǒng)硬件水平 為了實現(xiàn)DCS系統(tǒng)的硬件牢靠，DCS系統(tǒng)的制造商實行了一系列提高硬件質(zhì)量的措施，如對元器件進行嚴(yán)格的篩選、老化元器件的降額使用、充分考慮到參數(shù)變化的影響、采納低功耗元件、采納噪聲抑制技術(shù)等。 2、DCS系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)計的牢靠性措施 DCS消失問題后，將會有無法操作、無法監(jiān)視等造成設(shè)備

3、失控的狀況消失。輕者消失設(shè)備停運影響經(jīng)濟效益，重者危及人身和設(shè)備的平安。所以在設(shè)計中肯定要依據(jù)現(xiàn)場的詳細(xì)狀況仔細(xì)的考慮系統(tǒng)以下幾點牢靠性： (1)電源系統(tǒng) DCS系統(tǒng)的供電系統(tǒng)是其運行的基礎(chǔ)，電源負(fù)荷不要超過60%，以免電源高負(fù)荷運行。同時要考慮用高品質(zhì)的電源，一般筆者采納ups電源，采納兩臺UPS互為備用最好，一臺消失故障后備用機能夠無擾切換，提高電源的牢靠性。UPS輸入電源不要采納電氣的同一母線，要依據(jù)電氣廠用接線取牢靠性高的不同母線段電源，這樣保證電氣一段母線消失問題后不會影響DCS系統(tǒng)的電源。DCS電源系統(tǒng)(UPS、電源柜等)在現(xiàn)場安裝時要安裝在滿意無塵、無振動、防腐等要求的電子設(shè)備間

4、內(nèi)，同時安裝完畢通電前把電纜孔封堵，以防泄漏蒸汽從電纜孔進入電源系統(tǒng)造成電源短路。在DCS電源上電后，要在UPS、電源柜等設(shè)備上掛“設(shè)備帶電運行禁止操作”標(biāo)識牌，更不準(zhǔn)可以在DCS電源系統(tǒng)上接入與DCS系統(tǒng)無關(guān)的負(fù)載，如檢修電源、檢修照明、充電設(shè)備、空調(diào)等。 (2)冗余系統(tǒng) 現(xiàn)場考慮人們有必要對重要的I/O模塊進行冗余，同時考慮操作員站的N:1冗余結(jié)構(gòu)，這樣避開由于卡件或操作員站消失硬件故障造成設(shè)備停運。 (3)采納后備措施 手動后備 對于重要的掌握回路，可以采納手動后備的方法來提高牢靠性。一旦自動掌握失靈，用手動操作站直接進行操作，在這種狀況下，手動操作站直接輸出420mA或15V的模擬量信

5、號去掌握執(zhí)行機構(gòu)或直接接地進行設(shè)備的操作，可以手動掌握生產(chǎn)過程。 自動后備 自動后備是采納冗余的方式設(shè)置另外一套或幾套備用掌握裝置。當(dāng)處于運行狀態(tài)的自動掌握裝置發(fā)生故障時，備用掌握裝置自動投入，維持系統(tǒng)的自動掌握。自動后備是冗余系統(tǒng)的一種形式，冗余有主控單元冗余、電源系統(tǒng)冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、I/O模塊冗余、操作員站冗余、服務(wù)器冗余等。運行設(shè)備消失故障時，熱備設(shè)備會自動無擾的運行，同時不影響對故障設(shè)備的檢修。 3、使系統(tǒng)故障時處于平安狀態(tài) DCS系統(tǒng)本身在工作中不斷地進行在線故障檢測，一旦發(fā)覺故障，就將故障設(shè)備與系統(tǒng)隔離，使它不至于影響其他設(shè)備的正常運行。故障消失后同時會發(fā)出聲光報警，維護人員依據(jù)報

6、警的提示進行分析故障緣由并盡快的處理故障，避開故障擴大。在處理過程中要做好現(xiàn)場的技術(shù)措施，不要輕易重啟CPU，以免對設(shè)備造成擾動。假如需要重啟CPU，需要與操作人員協(xié)作做好預(yù)防措施，一般DCS在CPU復(fù)位時會對模擬量輸出信號進行復(fù)位，這樣可以對執(zhí)行器和變頻器采納手動切換掌握方式，執(zhí)行器也可以采納斷電方式或?qū)⒛M量輸出卡件拔掉方式(執(zhí)行器具有斷信號保持功能)，系統(tǒng)正常后將信號加到正常值后再給執(zhí)行器上電和插卡件。但是肯定要依據(jù)DCS本身的特點進行，有的設(shè)計中有開關(guān)量平安輸出(開、關(guān)、保持等)，假如用戶在組態(tài)時選的平安輸出是開，那當(dāng)重啟CPU后開關(guān)量會發(fā)出開的指令。 三、現(xiàn)場條件 1、現(xiàn)場環(huán)境 DC

7、S系統(tǒng)一般都放在掌握室內(nèi)或計算機電子間內(nèi)，計算機室應(yīng)隔熱、防塵還需要避開強電磁場的干擾及遠(yuǎn)離強振動、強噪音場所。計算機室的凈高宜不小于3.2m，面積宜不小于20m2(一臺計算機及其外圍設(shè)備)，室內(nèi)應(yīng)有電插座。地面應(yīng)采納無塵、無靜電作用光滑地板，該地板宜用活動地板，下部空間高度不小于150mm。計算機室應(yīng)保證室內(nèi)溫度在1825范圍內(nèi)，溫度變化率小于5/h，相對濕度在45%70%范圍內(nèi)，任何狀況下不許結(jié)露。當(dāng)空調(diào)設(shè)備發(fā)生故障時，應(yīng)維持室溫在24小時內(nèi)不超過制造廠允許值。以上條件需要在DCS系統(tǒng)上電工作前嚴(yán)格掌握，工作環(huán)境是保證設(shè)備牢靠運行的基礎(chǔ)，若環(huán)境要求達不到要求，DCS系統(tǒng)在運行過程中會受到不

8、同程度的影響，如溫度高、濕度大、震驚大等都會影響DCS系統(tǒng)的正常運行。 2、電纜敷設(shè) (1) 掌握盤、臺，繼電器柜等內(nèi)部的連接線，應(yīng)選用銅芯聚氯乙烯絕緣電線。需經(jīng)插件的連接線(或FK型切換開關(guān)的連接線)，應(yīng)選用銅芯聚氯乙烯絕緣軟線。 (2) 熱電偶至冷端補償器、恒溫箱或直接與儀表的連線，應(yīng)選用熱電偶絲延長線或與熱電偶絲的熱電特性相匹配的補償導(dǎo)線。 (3) 模擬量模入模出信號和低電平的開關(guān)信號應(yīng)使用屏蔽電纜連接，信號電纜芯的截面應(yīng)大于等于1mm2。而高電平(或大電流)的開關(guān)量的輸入輸出信號可用一般對絞電纜(掌握電纜)連接，但應(yīng)與模擬量信號、低電平開關(guān)信號分開，單獨走電纜槽。 (4) 微弱信號及低

9、電平信號，特殊是要求抗干擾信號(如計算機、分相儀表轉(zhuǎn)換器前)，不應(yīng)與強電回路合用一根電纜或敷設(shè)在同一根愛護管內(nèi)。 (5) 不同信號或不同電壓等級的電纜，不宜在同一層托架中敷設(shè);當(dāng)在同一層托架中敷設(shè)時，應(yīng)分類布置，必要時用隔板隔開。 (6) 嚴(yán)禁電纜平行敷設(shè)在油管路的正上方或燃?xì)夤苈返恼戏剑约霸谟凸苈方涌诘南路酵ㄟ^。 (7) 計算機的輸入輸出信號電纜應(yīng)敷設(shè)在帶蓋的電纜槽中，電纜槽道及蓋板應(yīng)保證良好接地。單根信號電纜應(yīng)穿在鋼制電纜管中敷設(shè)，電纜管要保證良好接地。電纜屏蔽層宜選用銅帶屏蔽或鋁箔屏蔽。 3、現(xiàn)場接地常用留意事項 DCS系統(tǒng)對接地要求比較嚴(yán)格，在現(xiàn)場接地時肯定要嚴(yán)格根據(jù)DCS廠商的接

10、地規(guī)范嚴(yán)格接地，否則會影響DCS系統(tǒng)的牢靠性。對DCS系統(tǒng)現(xiàn)場接地時應(yīng)留意以下幾點： (1) I/O柜的電源地與UPS的電源地必需接至同一個地，保證等電位。 (2) 接地電纜必需符合DCS廠商的要求，并要接到機柜內(nèi)專用的接地螺絲上。 (3) 系統(tǒng)接地與屏蔽接地不能在機柜匯合，必需單獨接入到接地網(wǎng)。 (4) 柜間接地不能用機柜并接螺栓代替，必需用接地線嚴(yán)格連接。 (5) 接地要堅固牢靠，匯流連接板并要涂防腐漆。 (6) 接地電阻符合DCS系統(tǒng)要求，并要進行嚴(yán)格的測定。 (7) 接地嚴(yán)格根據(jù)DCS廠商接地要求接地，不能為了省事走捷徑或不根據(jù)接地線線徑要求進行接地。#p#分頁標(biāo)題#e# DCS系統(tǒng)接

11、地不符合要求，在運行過程中會消失很難預(yù)料的故障，如信號采集錯誤、通訊不正常、計算機死機、掌握失靈、愛護誤動等。 四、系統(tǒng)維護 對DCS系統(tǒng)維護總結(jié)以下幾點： (1) 定期對DCS系統(tǒng)電源進行檢查，對于冗余電源系統(tǒng)要定期進行切換試驗工作。同時對UPS電源進行定期的切換檢查，對電池根據(jù)要求進行定期放電充電。 (2) 定期檢查網(wǎng)絡(luò)接頭和各連接線是否堅固，掌握柜內(nèi)的各接線端子是否堅固牢靠。 (3) 常常檢查掌握單元、I/O模塊、其他模塊等的工作是否正常。 (4) 定期檢查接地是否堅固，測試接地電阻是否符合要求。 (5) 定期檢查掌握器、計算機等的工作負(fù)荷，并留意是否有上升現(xiàn)象。 (6) 定期檢查MMI硬盤，并刪除零碎文件，歷史文件常常進行外設(shè)歸檔備份。 (7) 利用機組檢修期間逐個復(fù)位DCS系統(tǒng)的DPU(分散處理單元)和MMI(人機接口)，以消退計算機長期運行的累計錯誤。 (8) 對于DCS系統(tǒng)和其他系統(tǒng)(比如MIS(計算機管理系統(tǒng))、SIS(廠級監(jiān)控信息系統(tǒng))等)的接口，建議在其他系統(tǒng)側(cè)的網(wǎng)關(guān)站上，加裝病毒防火墻，并準(zhǔn)時更新病毒庫。同時準(zhǔn)時更新操作系統(tǒng)的補丁