DCS系统长期不间断运行要点

1、DCS系统长期不间断运行 维护要点 马维迁 概述 随着电厂实际应用的要求，DCS系统已从一 个较为独立的控制岛，发展成为一个同外系 统接口越来越多的控制系统，因此对DCS系 统的网络维护也变得越来越重要。 概述 随着DCS系统的应用越来越广泛，生产装置 及操作人员对其依赖性越来越严重。所以系 统的安全性、可靠性、稳定性问题更加突出。 我们希望系统尽量不出现故障或出现故障能 尽快查出故障所在，并尽快恢复系统正常运 行。选择合适、可靠的DCS系统很重要，但 维护管理好系统使之保持安全稳定长周期高 效运行，降低故障率更显重要。 对自己使用的对自己使用的DCS系统安全可靠性要有准确系统安全可靠性要有准

2、确 的判断，对存在的问题要及时解决。的判断，对存在的问题要及时解决。 1.系统规模要适中，要考虑到工序之间的参系统规模要适中，要考虑到工序之间的参 数关联尽量实现数据共享，但不能贪大过于数关联尽量实现数据共享，但不能贪大过于 集中集中 某项目分一二期建设，原计划二期投用后二者合二 为一，构成一套完整的系统。但在实际运行中发现 一二期装置设备检修不同时进行，造成DCS没有检 修机会。同时整套系统28个操作站，25个控制站， 只有1个PLUS站（工程师站），一旦PLUS站故障， 对各操作站都有影响。于是在与DCS厂家共同研究 并采取硬接线解决部分数据通讯问题后将系统彻底 分为两个独立的系统，解决了

3、影响安全稳定运行和 设备检修的问题，可靠性大大增强。 2.系统要稳定运行，外围条件必不可少系统要稳定运行，外围条件必不可少 外围条件外围条件 （1）某项目一二期DCS系统同时失去对生产 装置控制作用，原因是二者共用的UPS系统 出现故障，系统因失电而自动关闭，险些造 成重大事故。为解决此问题将一二期DCS系 统分别采用不同的UPS电源，并采用双电源 结构，彻底杜绝了事故根源。 外围条件外围条件 (2) 某项目一期DCS与空压机的通讯同时发生 报警现象，且两天内出现两次。经检查DCS 卡件、接线均无异常。经现场检查并询问操 作人员得知出现报警时操作人员在DCS机柜 旁使用手机，分析判为因电磁干扰

4、造成通讯 报警。后在机柜旁划定警戒线并严格控制手 机、对讲机使用，没再发生报警现象。 外围条件外围条件 (3) DCS操作站、控制柜定期除尘对减少操作 站死机和卡件故障非常有效。 外围条件外围条件 (4) 现场仪表检修前对DCS相应端子进行拆线 处理对DCS卡件和系统保护作用非常明显。 外围条件外围条件 (5) 为系统选用安全栅不仅能起到对现场的隔 离和防暴作用，同时对系统也是很好的保护 屏障。我们对比同样在94年投用的同一品牌 的两套系统，使用安全栅的DCS系统卡件故 障机率比不用安全栅的系统低40%以上。 外围条件外围条件 （6）系统各主要部件具有一定的寿命周期，）系统各主要部件具有一定的

5、寿命周期， 应在其预期寿命结束前及时进行更新换代，应在其预期寿命结束前及时进行更新换代， 避免系统出现突然故障引起设备、工艺事故。避免系统出现突然故障引起设备、工艺事故。 操作站硬盘和操作站硬盘和I/O卡件的保险卡件的保险 ，6 8年 系统使用的电源部件发热量较大、继电器动 作频繁、显示器、硬盘等属于寿命周期短容 易损坏的部件，应准备备件并定期更换 外围条件外围条件 （7）系统软件随着厂家不断功能完善和硬件系统软件随着厂家不断功能完善和硬件 版本的升级也要及时进行升级，确保系统运版本的升级也要及时进行升级，确保系统运 行更安全更高效。行更安全更高效。 维护与管理 在日常工作中，加强对系统的维护

6、是防范系 统故障发生提高系统安全可靠性的重要保障。 维护与管理 日常维护 预防性维护 故障维护 维护与管理-日常维护 (l) 完善 DCS 系统管理制度。 完善 DCS 系统管理制度 DCS系统的运行管理是指系统的巡检，热工保护的 投退，DCS软硬件的监督管理。 1.1 软件的备份管理，应用软件(数据库)应及时备份， 对极小的改动可做记录；对数据库的修改同时要保 存到工程师站，还应保存到软盘或其他硬盘上。但 注意备份磁盘不应超期使用，以防数据丢失。 1.2 软件检查与功能试验，应按照计算机设备的通 用方法检查，主要是检查各级权限的设置：严禁使 用非DCS软件：严禁未授权人员进行组态。 1.3

7、热工保护的投退应严格执行工作票制度，检修 某一运行设备时，要采取正确隔离措施，以防发生 相关设备的联反应。 维护与管理-日常维护 (2) 保证空调设备稳定运行，保证室温变化小 于5/h，避免由于温度、湿度急剧变化导 致在系统设备上的凝露。 维护与管理-日常维护 (3) 加强防静电措施和良好的屏蔽，尽量避免 电磁场对系统的干扰。系统正常运行时，室 内禁止使用电动工具，大功率电气设备应远 离系统至少 20 米。如前述的空压机通讯报警 即属于这类问题。 维护与管理-日常维护 (4) 注意防尘，现场与控制室合理隔离，并定 时清扫，保持清洁，防止粉尘对元件运行及 散热产生不良影响。定期清洗系统降温风扇

8、和机柜过滤网。显示器每半年至少拆检检除 尘一次， DCS 卡件每年至少除尘一次。否则 容易造成操作站死机、运行速度慢等故障， 情况严重的会造成卡件损坏。 维护与管理-日常维护 (5) 控制室要有安全可靠的接地系统等。接地 方面，系统一定要有独立的接地极，接地电 阻小于4欧姆。 维护与管理-日常维护 (6) 严禁使用非正版软件和安装与系统无关 的软件。软件备份应在控制室和之外的地方 分别存放。 常见问题 过程通道故障过程通道故障出现最的多的是IO卡故障：I O卡故障一般的判断与处理，通过系统诊断，更换通道或 通过更换备用件处理，至于其内部元件老化或是其他原因造 成的损坏，一般热控制人员不好判断。

9、IO卡的检修一般是 由厂家处理，目前的热控检修人员的手段还不能达到像检修 常规仪表那样检修。而且生产厂家的IO卡件已制造成一体 化的趋势，这样只能购买备件。好在这类故障只是在调试阶 段出现较多，正常运行中出现几率很低。一次元件或控制设 备出现故障有时不能直接被操作员发现，只有异常或报警后 才通知热控人员处理。这样对检修人员和运行人员的素质要 求就要提高，运行人员要详细介绍故障前后的状态便于热控 检修人员能够快速、准确地处理缺陷，减少故障的扩大化， 另外许多DCS厂家在产品宣传上都支持卡件热拨，做为控制 人员，在运行中更换卡件时一定要做好安全防护措施否则会 引起系统变化或负荷变化，尤其数字量卡件

10、。 常见问题 对于操作员站死机无论国产与进口设备都有相关的 报道，那么究其原因比较多，硬盘或卡件故障，冷 却风扇负荷过重等等，有时会发生人为操作现象， 一般在修改控制逻辑下装软件重启设备或强制设备 保护信号时，最易发生操作事件，轻则设备异常， 重则易造成设备停运后果非常严重；对死机后重启， 不同厂家的启动时问不同，少则几十秒，多则几分 钟，人为该操作发生的故障在热工专业中的不安全 事件中占有很大比例，在操作中尤为引起高度重视， 减少人为故障。 常见问题 球标操作不正常，一般是由于机械装置长期 工作、老化、污染、点通断不可靠、电缆插 件不牢等这样的就需要换检查即可。 常见问题 控制操作失灵：是由

11、于球标的操作信号没有 正常改变过程通道的状态，造成操作失效， 这是2个方面造成的，一个方面是软件缺陷， 另一方面是硬件本身故障的状态针对这样的 缺陷通常做法检查过程通道功能正常后，再 检查操作远必要时进行重起初始操作。 常见问题 对于薄膜键盘主要是键盘接触不良信号电缆 松动或主机误动键盘或启动不完整都可以导 致其功能不正常应用针对不同情况处理。 常见问题 打印机不工作一般是由于配置的原因，这样的故障应检查打 印机的设置及其硬件是否正常进行处理。报表软件功能不强 主要表现在由于打印机打印报表和SOE等造成死机，或者打 印机的SOE记录时问与实际情况不符；SOE打印浏览后不能 返回历史曲线；SOE

12、时间顺序不一致有时偏差很大，这会延 误事故分析的进展时，有时还会误导分析方向，SOE问题既 与系统设计不合理，SOE点没完全集中在一个DPU上的有关， 也与系统硬件及软件设计考虑不周有关。这种故障的出现， 通过分析认为这主要是对电厂的总体方面考虑的不太完美， 在小的方面还不够仔细会出现这样那样的故障，针对这种情 况要认真对待，不放过蛛丝马迹，与厂家认真研究提出问题 进一步完善，让该系统更好地为生产服务。 常见问题 电源故障：电源故障问题较多，保险配置不 合理，备用电源不能自投，电源波动引起保 护误动及接插头接触不良易造成无电源。针 对电源故障处理相对比较容易。首先，认真 核对保险的配置及容量，

13、真正起到保险的作 用；其次，UPS的配备很重要，它可以在电 源波动时也能保证系统正常供电，而且要考 虑冗余和备用问题。 常见问题 干扰造成的故障：对于干扰主要是接地问题，备用电源的切 换和大功率的无线通信设备如手机、对讲机等。另外还有 DCS系统的干扰信号可能由本身造成的。那么对于DCS系统 的接地问题越来越引起人们的重视，尤其在电力行业，大功 率电器设备的启动和停止都会干扰DCS的控制信号，造成不 必要的故障。为了防止干扰信号串入系统，严格执行屏蔽和 接地要求和方式，信号线远离干扰源，同时采取防电源波动 措施。主从过程处理机之间在机组运行时，除非万不得以， 尽量不要人为切换，已防产生干扰，如

14、必须切换，应采取措 施，先将控制切手动，以免对机组运行工况产生影响。对电 子设备问、工程师站等重点部位，应绝对禁止使用大功率无 线电通信设备。 维护与管理-预防性维护 每年应利用大修进行一次预防性的维护，以 掌握系统运行状态，消除故障隐患。大修期 间对DCS系统应进行彻底的维护 内容包括 维护与管理-预防性维护 (1)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。 维护与管理-预防性维护 (2) 操作站、控制站停电检修。包括计算机内 部、控制站机笼、电源箱等部件的灰尘清理。 维护与管理-预防性维护 (3) 系统供电、接地系统检修检查。并对 UPS进行供电能力测试和实施放电试

15、验。对 接地极进行接地电阻测试。 维护与管理-预防性维护 (4) 对系统卡件进行点检。 维护与管理-故障性维护 对 DCS 系统故障维护的关键是快速、准确地 判断出故障点的位置 故障维护中的一些经验总结 维护与管理-故障性维护 (1) DCS 系统往往具有丰富的自诊断功能。 根据报警，可以直接找到故障点，并且还可 通过报警的消除来验证维修结果。 2008 年， 华鲁恒升DCS维护人员巡检发现 Delta V 系 统网络间断报警，经过对网络检查并在线替 换部件后判断为净化机柜室内光电转换器工 作不稳定。 维护与管理-故障性维护 (2) 对于系统硬件故障报警一定要让操作人员 清楚报警含义，他们是报

16、警的第一发现者。 将报警信息及时通知DCS维护人员能有效降 低故障对生产的影响。 故障判别及处理方法 DCS 系统一旦出现故障，用最短时间淮确分 析和诊断故障发生的部位和原因是当务之急。 故障判别及处理方法 (l) 首先检查是否为操作人员、维修人员误操 作引起的故障。如：因退出操作权限而不能 操作，手动调节时键盘输人数据错误，联锁 切换不当，回路检修造成短路或接地，等等。 故障判别及处理方法 (2) 利用DCS系统的自诊断测试功能和硬件故 障指示灯来确认故障原因和故障所在。分清 是仪表故障还是DCS系统故障，若是 DCS系 统故障，进一步判断出是硬件故障还是软件 故障。 故障判别及处理方法 (

17、3) 进行DCS卡件更换时一定要确认能否在线 更换，冗余卡件切换对工作是否有影响。某 系统在更换冗余电源卡时出现控制器不工作 现象，原因是主电源卡输出电压低，冗余电 源卡拔掉后，控制器因主电源卡电压低而不 工作。 故障判别及处理方法 (4) 进行软件故障处理并需要下装时，要确认 系统是否允许在线下装。比较可靠的方法是 进行增量下装，同时将下装可能影响的参数 和阀门强制手动，可以有效避免对设备运行 的影响。 故障判别及处理方法 (5) 系统故障一定要查清原因，否则可能会造 成替换上的卡件或模块会再次损坏。 故障判别及处理方法 (6) 根据我们的经验，系统软件下装、停送电 操作执行唱票、复诵制度对

18、杜绝误操作，提 高检修过程的安全可靠性，具有非常明显的 作用。 故障判别及处理方法 其他 tips 故障判别及处理方法 1、查看监控画面的数据 出现以下情况时，说明控制系统发生问题， 应立即通知微机维修人员维修，同时操作工 到现场进行处理。 故障判别及处理方法 (1) 经常变化的数据长时间不变，且几个数 据或所有数据都不变。 (2) 控制分组画面中，手动自动无法切换， 或手动输入数据后，一经确认，又恢复为原 来的数据，修改不过来。 (3) 趋势图画面中，几条趋势都为直线不变。 (4) 监控画面中，多个数据同时波动较大。 故障判别及处理方法 判断波动数据是否为工艺上相关参数，若是相关参 数则通知

19、仪表及微机人员检查，看是否某调节系统 波动引起相关参数变化，同时将相关调节系统打到 手动状态，必 要时到现场进行调节。如某装置中， 压力正常时为l967MPa，如果突然大范围波动， 此时势必引起下游的中压系统、低压系统压力波 动， 这种情况是由于几个相关参数中某一参数波动引起 其他参数变化，并不是控制系统本身故障。 若波动数据工艺上彼此并无直接影响，则可能为 微机某卡件发生故障，立即将相关自调系统打到手 动调节，必要时到现场进行调节，同时，通知微机 及仪表人员检查。 故障判别及处理方法 2、查看操作站工作情况 故障判别及处理方法 当发现某个操作站死机， 监控画面数据不 刷新，调节画面不起作用，

20、查看右上方系统 报警指示灯是否正常，并检查其他操作站是 否工作正常，若正常，则仅该操作站有问题， 通知微机维修人 员修理。若其他操作站数据 也不变，则为系统通讯网络出现故障，立即 通知维修人员检查网络设备的运行情况，进 行修复。 故障判别及处理方法 3、观察操作站的断电情况 故障判别及处理方法 若部分操作站突然无显示，则说明UPS或保 安电断电，立即通知微机维修工进行维修。 若有电的操作站可正常监控，此时不会影响 控制系统的正常调节。 故障判别及处理方法 4、注意控制站全部断电的情况 故障判别及处理方法 由于所有控制站设备均为双路供电，一路 UPS，一路保安电，所以这种情况的发生几 率很小。

21、当控制站全部断电后，监控画面上两个系 统报警红灯亮，通讯中断，数据全部不刷新， 所有自调系统完全失控，调节阀将恢复到初 始状态，气开阀全关，气关阀全开。此时， 应立即紧急处理或停车，同时到现场进行操 作。 故障判别及处理方法 5、注意所有操作站全部断电的情况 故障判别及处理方法 查看控制站电源指示灯是否正常，卡件诊断 指示灯有无故障红灯，绿灯表示卡件正常工 作，若以上都正常，则可以确定控制站工作 正常，自调系统工作正常，只是操作工暂时 看不到监控画面，且不能对现场进行遥控操 作，立即通知微机维修人员进行维修，并到 现场进行监控。 几点建议 建议 1.在机组运行时，原则上不再进行软、硬件 的改动。 建议 2.日常维护过程中，在不需要修改DPU组态 的情况下，应以opr级别登录工程师站，工程 师站所有的共享目录只能是只读模式 建议 3.对DCS系统所有的修改，