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1、浅谈电厂DCS系统的故障诊断和维护摘要：通过自己几年来对电厂DCS系统的运用，介绍现场积累的一些DCS系统的故障诊断方法和维护处理经验。关键字：DCS 故障诊断 集散控制系统2000年，西郊热电厂上的三炉两机DCS集散控制系统为邢台矿业集团首次使用集散控制系统，我有幸作为第一批维修人员接触这个新系统，近5年来，对集散控制系统成功的运用，为其他兄弟电厂提供了决策的依据，随后东庞矿电厂、章村矿电厂先后上马，电厂的炉机也采用了DCS集散控制系统。下面谈一谈几年来对DCS系统的故障诊断和维护经验方面的认识，以备和其他兄弟单位同行进行交流、互相促进。一、DCS集散控制系统概况集散控制系统是在生产现代化的
2、需求下70年代开始出现的，是以微处理机为核心，结合了控制技术、通信技术、通信技术和CRT显示技术的新型控制系统，国外称此系统为4C技术的产物。DCS集散控制系统以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备和数据处理设备连接在一起，实现各部分的信息共享和协调工作，共同完成各种控制、管理和决策功能。DCS集散控制系统具有适应性好、扩展性强、控制能力优越、可靠性高、可维修性强等特点，系统中的所有设备可分四个层次，如下图（）所示，自下而上分别是：现场层、过程控制层、操作监控层和管理层。管理层管理计算机监控层工程师工作站运行员操作站运行员操作站过程控制层通信接口通信接口过程控制站 过程控制站
3、基本控制单元基本控制单元基本控制单元基本控制单元基本控制单元基本控制单元 现场层现场仪表 现场仪表 图（1）DCS集散控制系统结构现场层的设备一般位于被控生产过程的附近，比如：变送器、各类传感器、执行器、电动门等，它们将生产过程中的各种物理量（温度、压力、流量、位移、液位、转速、振动等）转换成电信号（420mA 、15V）或数字信号，送往过程控制站或数据采集站，同时还将过程控制站输出的控制量转换成机械位移，带动调节执行机构，实现对生产过程的控制。过程控制层主要由过程控制站和数据采集站构成。过程控制站接收有现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场层的
4、执行器中去。过程控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能。操作监控层的主要设备有运行员操作站、工程师站。运行员操作站是运行人员与集散控制系统相互交换信息的人机接口设备，运行人员通过运行员操作站来监视和控制整个生产过程，同时还可以打印各种报表、曲线和画面等。工程师站是为了控制工程师对集散控制系统进行配置、组态、维护所设置的工作站。管理层一般指电厂的厂级管理计算机。它面向的使用者是厂长、工程师、值长等行政管理或运行管理人员。二、DCS集散控制系统故障分类1、现场仪表设备故障现场仪表设备包括与生产直接联系的各种传感器、变送器、执行器、电动门等，属于现场层的故障，现场仪表设备发生故障，直接影
5、响DCS系统的控制功能，在DCS控制系统中，这类故障占的比例最大，一旦CRT画面出现不正确的参数或执行机构不能调整、电机启动不起来等故障时，应首先考虑这类故障。这类故障一般是由于仪表本身的质量、寿命以及仪表周围复杂的生产环境所致。2、系统故障这是影响系统运行的全局性故障。此故障一般很难发生，如果系统发生故障后重新启动，便可恢复正常，可称之为偶然性故障，当然是由于系统设计不当或程序有问题就另当别论了。3、硬件故障这类故障是指过程控制层的故障，主要是DCS系统中的模块，特别是I/O模块损坏造成的故障。这类故障一般比较明显且影响也是局部的，比如：参数显示没有变化，排除现场仪表故障可能后仍不能操作执行
6、机构和电动门等。它们主要是由于使用不当或使用时间较长，模块内元件老化所致。如果模块周围的环境灰尘超标、温度高、湿度大将会大大缩短模块的使用寿命，因此鉴于DCS系统对温度、湿度、清洁度的严格要求，在安装前，操作室尤其是过程控制室的土建、安装、电气、装修工程必须完工，如在夏季，空调要及时启用，另外，尤其在管道夹层上过程控制室，其盘柜的电缆孔洞一定要封堵好，否则，一旦管道漏汽窜入盘柜，即有可能造成重大故障。4、软件故障这类故障是软件本身的错误引起的。一般出现在DCS系统投运调试阶段，因为应用软件程序复杂，工作量大，所以应用软件错误难以避免，这就要求在DCS调试试运阶段热工人员和运行人员应十分认真，及
7、时发现并配合DCS系统调试人员解决问题，此类故障在DCS系统正常运行后很少见。5、操作、使用不当造成故障在实际运行操作中，有时会出现DCS系统某功能不能使用，但实际上DCS系统并没问题，而是操作人员操作不熟练或操作人员错误操作引起的。因此DCS系统供货厂家应及时向运行人员提供DCS操作手册，初次使用DCS系统的操作工要经过培训后才能上岗操作。三、DCS集散控制系统故障的分析诊断、是否为使用不当引起的故障。这类故障常见的有供电电源错误、端子接线错误、模块安装错误、现场操作错误等。、是否为系统操作错误引起的故障。这类故障常见的有参数整定错误、某状态设定错误等。、确认是现场仪表设备故障还是系统故障。
8、若是现场一次仪表故障，修复相应现场仪表。、若是系统本身故障，应确认是硬件故障还是软件故障。、若是硬件故障，找出相应硬件部位，更换模块，这一步骤要充分利用系统的自诊断功能，以便能迅速的找到故障点。假如没有模块备件，而损坏的模块只是单点损坏，可通过与其它好的但没有用此点回路的模块进行更换，以临时解决生产上的急需，等有备件后及时予以更换。、若是软件故障，还应确认是系统软件还是应用软件故障。、若是系统软件故障，可重新启动看能否恢复，或重新装载系统软件重新启动。这里要说的一点是，系统电脑的日常管理也很重要，首先要保证电脑环境的正常温度、湿度、清洁度，根据生产具体情况要定期清扫机箱内卫生，确保机箱内散热良
9、好，另外，要有相应的措施确保非热工技术人员不能随意打开电脑，从而避免安装与系统无关的程序、游戏等，使系统染上电脑病毒造成严重的后果。、若是应用软件故障，可检查用户编写的程序和组态的所有数据，找出故障原因。、利用系统的自诊断测试功能，一般系统的各部分都设计有相应的自诊断功能，在系统发生故障时一定要充分利用这一功能，来分析和判断故障的部位和原因。四、DCS集散控制系统的日常维护、对过程控制站，要形成制度每日检查。检查机柜内风扇运转是否正常，不间断电源运转是否正常，冗余的主、从关系和功能灯显示是否正确，通讯是否正常等。尤其夏日，要保证空调的良好运行，注意观察过程控制室内温度，空调数量不能少于两台。、
10、不间断电源根据生产具体情况，定期做电源逆变试验，并观察蓄电池出力情况；蓄电池要定期更换，其周期要视蓄电池具体使用情况和环境因素而定，一般应在年要更换一次。、供系统的电源自投装置要定期进行自投试验。、过程控制柜内的积灰，要及时用吸尘器进行清扫，确保模块和等设备的能良好的散热。、模拟量输入、输出用保险管，更换时一定要符合要求，不能以大换小。、现场更换变送器或检修其他热工仪表需拆线时，一定要先将过程控制柜内该点的保险拉开，再进行现场检修。、从上位机下传下位机程序时，应视生产具体情况经值长和当班班长同意后方可进行，并要将各种保护解掉。、一旦系统所用市电掉电改为由不间断电源逆变供电后，运行人员和热工人员及时通知值长或电气运行人员马上恢复市电，若不能马上恢复，热工人员可采取适当减少用电设备来延长逆变供电时间，为市电的恢复争取时间。结束语随着计算机技术、传感器技术、网络通讯技术的高速发展，集散控制系统的功能会越来越强大，自控生产系统的能力会越来越强，软件系统的开发也会越来越完美，这就要求热工人员不断学习，不断探索新领域、新知识，来胜任自己的岗位，同时拓开思路，与同行之间积极的进行技术、经验交流，少走弯路，为电厂的稳发多供、提高锅炉的燃烧效率干好自己的工作。
