尝试全过程受控以确保DCS系统安全运行(一)

1、尝试全过程受控以确保DCS系统安全运行（一）近几年，随着黑龙江省大庆石化公司热电厂的发展,目前已有十几套装置应用了DCS系统，采用的是HONEYWEL，LFISHER-ROSEMOUN，TABB,YOKOGAW所口利时，浙大中控等公司的系统。这些DCS系统的应用，提高了装置的控制率和平稳率，优化了工艺指标，这也标志着该厂的自动化水平在不断提高。根据多年来对DCS系统的组态和维护实践，笔者认为DCS系统的安全问题很重要，与常规仪表比较，虽然DCS系统有许多优点，但由于DCS系统本身所固有的特性和较严格的环境条件，不象常规仪表，当故障来临时，只影响一个回路。它会影响到一块卡上的多个回路、局部设备，

2、甚至整个装置的安全操作。所以有必要重视DCS系统的安全问题，以便尽量避免或减少DCS故障的发生，确保装置的安全运行。在此从DCS系统的软件、硬件及维护三方面进行探讨和分析安全问题。一、软件从软件上看，每个系统都包括系统软件、组态软件及用于开发的应用程序。其中系软件一般是相当成熟的，对于组态软件也有较为完善的检测工具。因此存在的问题是设计方面的安全和组态方面的安全。1.1 设计安全设计人员对DCS系统并不十分熟悉，也没有现场维护经验，粗放性的设计既浪费了资金，也增加了维护量。例一：芳烃装置的控制器，是2：1的冗余，即两个控制器，有一个后备，而且所有的PID控制和逻辑控制都在一个控制器上，而且重要

3、信号的I/O卡也是7：1冗余。另一个控制器只作测量。这样的设计，必须保证后备控制器和I/O卡工作正常，否则，一旦某个控制器或重要的I/O卡出现故障，无法切到后备，就会影响装置的正常操作，甚至会停工。所以对于控制器，应该采用1:1的冗余，重要的I/O也要采用1：1的冗余。例二：大部分设计对I/O卡的信号分配不合理(1)每块I/O卡按顺序占满了每个通道，未留空通道。这样虽然方便了设计，但在正常开工时，一旦卡上的某个通道故障，因为没有空通道，就需要接线或重新拉电缆线到另一块卡上，这就增加了中间环节，也多了故障点，加大了维护量。装置回路的I/O定义数量不应超过系统提供的同类型卡件最大I/O容量的80%

4、，依此来确定系统I/O卡件配置数量，这将给未来的组态调整带来方便。分配上注意各个控制器的负载，最好不要超过60%。(2)对于重要的测量信号和带联锁信号尽量不要分配在同一卡上，这样一旦此卡出现故障，就会影响多个重要回路。所以对于I/O卡，应该在每个卡上留些空通道，充分利用空卡。而且将风险分散，不要集中。1.2 组态安全每个系统都提供了强大的功能块，用户可以自由灵活运用各功能块完成各种复杂控制，逻辑控制，顺控和用户编程。实现对现场控制过程的监控和编制工艺报表。但运用各类功能块满足工艺的要求，实施的控制方案有多种。这就要求组态人员既要有较强的专业知识也要有丰富的组态经验。例一：蜡催装置DCS系统是H

5、ONEYWELL勺TPS系统，需将一些仪表信号(420mA)从DCS传送到YS80或ESD系统。可采用控制功能块的SUMMER块，用此方案，虽然可以送出4-20mA的信号，但需考虑计算K,B,RATE1BO,斜率，偏差爬坡率，而且当输入源出现BAD或停用时，此时出现初始化，重新启用时，需重输入以上值，所以每次都需检查此块，使用极不方便。对工艺操作也不安全。完成这一功能，也可用控制功能块的SWITCH来完成。此方案正常时，只将方式打到CAS即可，若出现输入源BAD或块关闭时，此块自动为MAN状态，并保持输出，这样对系统起安全作用，不会引起其他系统跳车，而且使用方便。例二：重催装置的日累积表，是采

6、用系统提供的程序语言来完成的。重催装置DCS系统是FISHER-ROSEMOUNTPROVO冻统，提供的开发语言是FST语言，同时系统也提供了日累积功能块，用户可以根据自己的需要，定时清零，并保存前一天的量，不占用控制器的资源，组态方便。但用FS既程，程序的运行会增加控制器的负荷。因此组态人员对DCS系统掌握程度，对过程控制的理解程度，如在回路故障时，现场变送器故障，线路断路时，为了保证安全，控制输出是保持，全开，全关，还是输出安全值，是组态安全的一个重要方面。另外，为装置运行过程中，对I/O组态下装的不便，可以考虑将部分备用通道分别组态为假回路，需要时可以随时使用。二、硬件从硬件上看，除了随着时间的推移，元器件老化而引起故障外，环境设计、DCS系统硬件集成、机柜安装、接地系统、通讯网络系统，及日常的维护对系统的安全都起着非常重要的作用，以下就上述几个问题来讨论。2.1环境设计如DCS的操作室和机柜室的布局、地面或地板选择、照明方式、地磁电磁干扰、隔断选择、隔音效果、空气洁净度保证、恒温、恒湿及通风设计等，其中应该着重强调的是恒温及通风设计。笔者认为，在保证DCS系统硬件环境温度在23士左的基础上，可以尽量避免选择集中式空调或恒温恒湿空调，以节约资金并减少空调维护难度。保证通风能力的原因是在满足机房空气洁净度要