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试论化工厂DCS系统现有故障与对策

时间:2020年05月28日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:笔者通过大量的调查与探究可知,DCS系统有较高的安全性、灵活性以及可靠性,它在国内石油与化工行业都获得了广泛的推广及运用。本文将DCS系统设为论述基础,详细探究了它在运行时可能发生的故障,并且还以DCS系统当前频发的故障为切入口,拟定了极具针

  摘要:笔者通过大量的调查与探究可知,DCS系统有较高的安全性、灵活性以及可靠性,它在国内石油与化工行业都获得了广泛的推广及运用。本文将DCS系统设为论述基础,详细探究了它在运行时可能发生的故障,并且还以DCS系统当前频发的故障为切入口,拟定了极具针对性的解决对策及方案,希望能为相关从业人员的工作开展提供理论支持。

  关键词:DCS系统;系统;对策

化工厂设备

  引言:通常来说,运用于化工厂的控制系统回路多、稳定性高、控制方案较为复杂,因此DCS系统在当今的化工行业获得了广泛的推广及运用。然而科学技术犹如双刃剑,如果DCS系统发生故障,就会给工厂的有序运行与安全生产带来严重的影响,甚至会引发多起安全事故。本文以笔者的自身经验为基础,结合相关文献与资料的阐述与记录,希望能为DCS系统的有序、安全运行贡献一份力量。

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  1DCS系统的构成分析

  DCS系统的实际组成较为灵活,一般来说,DCS系统有5个关键的组成要素:I/O板、操作站、图形和编程软件、控制器以及通讯网络。在该系统当中I/O板属于数据传输载体,它在系统的实际运行中要将系统同现场仪表有效连接起来,控制器也是DCS系统当中的关键组件。操作站是人机接口界面,它的主要功能就是报警、操作以及显示画面。在DCS系统中,通讯系统是骨架,在该系统运行时它要负责关键数据的输送,它与DCS系统的实际工作效率直接相关,而且还在某种程度上决定系统的实际性能。在DCS系统运行中,图形与编程软件属于前提与基础,它是该系统有序运行的基础保证。

  从结构层面来剖析该系统,DCS系统是由过程级、管理级以及操作级组成的。在此,过程级也就是功能实现领域,其中囊括了控制站、I/O单元以及现场仪表。操作级在系统运行时负责系统的操作及组态,换句话说,该层次囊括了操作员站以及工程师站。

  2化工厂DCS系统现有故障

  2.1各种供电系统故障

  本文提及的供电系统是由承担UPS供电任务的220V电源以及承担控制单元、散热风扇、端子排以及卡件供电任务的直流回路共同组成的。此种故障在系统实际运行中较为严重,它与其余类型的故障不同,它的影响范围远超某单个或是几个单元,它会造成整个系统发生掉电情况,影响系统工作。笔者就遭遇过类似事故,事故大体过程如下:存放于机柜内的一台散热风扇燃烧造成系统内220V供电空开发生越级跳闸情况,进而引发全部机柜完全失电。在DCS系统的实际运行当中,与之相类似的故障较多,比如24V的直流电源发生损坏、UPS跳闸、柜内的空开损坏以及UPS烧毁等。

  2.2控制器、卡件、操作员站等硬件故障

  此类故障若发生在DCS系统的实际运行中,就可能导致某些控制监视功能完全失效,严重时还可能导致连锁触发,造成全系统的停车,会给化工厂带来严重的危害。当然,有时候卡件故障不是指此卡件全部失效,而是某个通道出现了故障。

  2.3软件故障

  通常来说,软件故障多发生于新修改或者下装组态当中,与此同时,新投入运行的系统在长时间的运转中也可能会发生此类故障。然而,偶尔也会出现在运行较久的系统当中。软件故障出现的原因有三,分别是系统故障、操作系统故障以及组态错误。软件故障的发生可能会对部分工程师站与操作员站带来负面影响,导致以上两者的功能丧失,然而,一般来说,不会造成控制站失灵。

  2.4通讯故障

  通讯故障在系统的实际运行中占比较高,主要由通讯电缆故障、交换机故障以及通讯卡件组成。假如有光纤参与至通讯系统,就可能会发生收发器故障与光纤故障,当通讯故障发生时,很容易辨别,大多数都是因为冗余配置,不会对系统造成恶劣的影响。笔者就职的单位曾经因为DCS系统当中的某项安全参数波动导致连锁停车情况发生,事故发生后,单位就组织了大批人员开展故障排查工作,通过大量的排查与剖析发现是因为电缆中间存在一个接头。

  2.5人为性故障

  在DCS系统的实际运行中,人为故障的发生通常是在无意中引发和造成的,也就是说,通常发生于检修、检查、组态修改下装以及维护等多种情况中。由于人为因素导致出现频率较高的故障有拨错卡件、改错位号以及接错线等。

  3解决化工厂DCS系统现有故障的对策

  3.1加强巡检,做好系统各类系统报警信息、温度监控等工作

  笔者在资料收集中发现一起事故,某化工厂的220V进电在跳闸之后转成了UPS供电,当时的巡检队伍未发现,待UPS的电量耗完之后,系统由于断电发生了严重的事故。众所周知,当UPS供电之后在视觉和声音上都会有提示,相关工作人员稍加注意就可以避免事故的发生。在落实日常巡检任务时,要检查220V配电柜以及有关开关的具体状态,还要观察供电线路的实际电压与电流;当系统转成应急电或者从应急电转出之后,都要检查开关的状态。与此同时,还要根据实际情况来测量配电系统中的各卡件温度,查看控制器的相关运行指示,通过测温仪来有效监控电缆温度,要特别注意系统运行时是否有异味。

  3.2科学落实系统零件的装配工作

  在开展开关、线路以及电源适配器相关的更换工作时,必须要认真计算容量,要严格控制卡件、仪表以及网卡的安装施工质量,有效避免线路烧毁、线头松掉、线头短路以及空开跳闸等故障的频繁发生。此外,还要严格控制材料质量,对那些不合格、不正规的材料坚决说不,有效杜绝粗放型维修思维。

  3.3建议UPS系统做并联或串联备份

  相关人员要对新建UPS系统实施并联备份,也就是说把2台UPS系统并联起来供电,如果有一台出现故障,另一台就自动供电,有效避免失电情况的发生。针对使用较久的DCS系统来说,可以选择串联备份方案,也就是说把两台UPS紧邻放置在一起。

  3.4加强计算机和系统管理

  在DCS系统运行时,要挑选固定的人员来管理固定的U盘,严禁其余人员擅自修改系统以及组态工作,杜绝非专用优盘在系统中的运用。与此同时,要科学落实系统与组态文件相关的备份工作,通常来说要在工程师站与U盘中同时备份。此外,还要定期组织教育培训以及应急预案演练。

  3.5保证好外部环境

  第一,要科学落实控制室防雨相关工作。第二,要科学落实控制室防雷相关工作,定期检测接地的电阻,雷雨天气来临时,要派专人进行监测以防不测。第三,要合理落实防鼠工作,如果电缆遭受老鼠破坏将很难查找原因。第四,要严格管理室内的湿度与温度。

  3.6注意应急工具和备品备件的配备工作

  如果发生较为严重的故障,相关部门要立即恢复系统。因此,化工厂要备齐并定期检查各工具与配件的状态,例如常用工具、卡件、各类接头、空开、电源模块以及键盘等,以上多种工具与配件可以放置在工程师站中,用单独的柜子保存起来,进而保证系统在最短时间内得到恢复。

  3.7故障其余应对措施

  第一,要注意的是,绝大多数的UPS都有主控电池,以避免掉电后造成各类参数的丢失,此电池需要按时定期更换。第二,要保证电线、电缆以及信号线的有效性,以上提及多类型线的中间不能有接头,接头在长期使用后可能发生氧化、进水以及断开等现象,进而导致各类安全事故的发生。

  4结语

  综合来说,有关部门要想确保DCS系统在运行时具备较高的可靠性与安全性,有关人员必须从DCS系统的设计、调试以及维护中入手,展开严密的监督及管理活动。系统维护队伍要结合系统当前的运行状况及特点,拟订合理科学的检修与故障排除方案,当故障发生时,按照之前拟订的应对方案与措施积极开展系统故障解决工作,有效降低故障给系统运行带来的负面影响,给化工厂中DCS系统的有效、持续以及稳定运行奠定基础。

  参考文献:

  [1]朱明飘,席亚宾.DCS系统常见故障分析及处理措施探讨[J].自动化与仪器仪表,2016(9):192.

  [2]路永字.提高DCS运行可靠性的措施[J]化工自动化及仪表,2016(8):208.

  [3]徐科.化工厂DCS系统常见故障分析及处理措施探讨[J].工程技术:文摘版,2016(08):00120.

  [4]杨卫红.DCS系统故障分析处理及维护防范措施探讨[J].电子世界,2016(02):68-70.

  作者:邹超银