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DCS系统故障判断及处理 一 DCS系统概述：分散控制系统（Distributed Control System）简称DCS系统，又名集中分散控制系统（简称集散控制系统），其是集计算机技术，控制技术，通迅技术，CRT技术及网络技术为一体的综合性高技术产品，DCS通过控制操作站对整个工艺过程进行集中监视，操作、管理，通过控制站对工艺过程各部份进行控制，既不同于常规仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，而是集中了两者的优点，克服了它们各自的不足。DCS以其可靠、灵活性，人机界面友好性及通迅的方便性等特点，日益被广泛应用。DCS系统的构成概括起来分为三部份：集中管理部份、分散控制监视部份和通信部份。如图： 集中管理部份又可分为操作站、工程师站和上位站计算机。操作站是由微处理器、CRT、键盘、打印机等组成的人机系统，实现集中显示、集中操作和集中管理。工程师站主要用于组态和维护。上位计算机用于全系统的信息管理和优化控制。分散控制监测部份按功能可分为现场控制站和现场监测站。现场控制站是由一个微处理器、存储器、I/O输入输出板、A/D、D/A转换器，内部总线、电源和通信接口等组成，可以控制多个回路，具有较强的运算能力和各种控制算法功能，可自主地完成回路控制任务，实现分散控制。现场监测站或叫数据采集装置也是微计算机结构，主要是采集非控制变量以进行数据处理，并将采集的过程信息经过高速数据通路送到上计算机、控制站和监测站等各个部份，完成数据、指令及其他信息的传递。DCS是一个以微机为基础的标准产品，这些产品可以根据控制对象任意组合，为连续或间隙过程提供任意组合的分散控制，其主要特点如下：1．控制功能多样化：DCS的最低级为现场控制站或现场控制单元，一般都具有几十种运算控制算法或其他数学和数字逻辑功能，如四则运算、逻辑运算、前馈、超前控制、PID控制、自适应控制和滞后时间补偿等，还有顺序控制和各种联锁保护、报警功能。根据控制对象的不同要求，把这些功能有机组合起来，能方便地满足系统的要求。2．操作简便：DCS各级都配备了灵活且功能强的人机接口。操作只通过CRT可以对被控对象进行集中监视，通过各种功能键实现各种操作功能。打印机可以打印各种需要的信息及报表。3．系统便于扩展：DCS的设计是根据不同规模的工程对象进行的，部件设计采用积木式的结构，以模块、模板箱及控制柜和站等为单位，逐步增加。用户通过通迅链路可以方便地从单台数字调节器或过程控制站扩展成小系统，或将小系统扩展成中规模或大规格系统。DCS设置有工程师站或工程师键盘，系统工程师根据控制对象可生成需要的自动控制系统。4．维护方便：DCS的设计是按照标准化、积木化、系统化进行的，积木式的模板功能单一，便于装配和维修更换，系统配置有智能的自动故障检查诊断程序和再启动功能，维修非常方便。5．可靠性高：DCS是监视集中而控制分散，故障影响面小，并且在设计时已考虑到有联锁保护功能、自诊断功能、冗余功能、系统故障人工手运控制操作措施等，使系统可靠性大大提高。6．便于与其他计算机联用：DCS配备有高、中、低不同速率和不同模式的通迅接口，可方便地与个人计算机或其他大型计算机联网，组成工厂自动化综合控制和管理系统。随着DCS系统向开放系统发展，在符合开放系统的各制造厂产品间可以相互连续、相互通信和进行数据交换，第三方的应用软件也能在系统中应用，从而使DCS进入了更高的阶段。二 DCS系统故障诊断 DCS系统在工业生产过程中的广泛应用，使可靠性、稳定性问题更加突出，也使人们对整个系统要求越来越高，人们希望DCS系统尽量少出故障，又希望DCS系统一量出现故障，能尽快诊断出故障部位，并尽快修复处理，使系统重新工作。为了便于分析、诊断DCS系统故障发生部位和产生原因，现把故障分为以下几类来进行论述。1．现场仪表设备故障：现场仪表设备包括与生产过程直接联系的各种变送器、各种开关、执行机构、负载及各种温度的一此元件等。现场仪表若发生故障，直接影响DCS系统的控制功能及操作人员对工艺参数的监视，从而给工艺操作带来一定困难。在目前的DCS控制系统设计中，这类故障占绝大部份，这类故障一般是由于仪表设备本身的质量和寿命所致。对这类故障比较直观，在判断和处理上也相对容易，在处理按常规仪表的处理方法一般不会有什么问题。对这类故障的处理要求维护人员对常规仪表的故障处理比较熟练，以保证故障处理的及时性及准确性。由于这类故障属于单点故障，对工艺影响不大，维护人员对DCS系统知识的要求不高，只须按常规仪表处理即可。2．系统故障：这是影响系统运行的全局性故障，系统故障可分为固定性故障和偶然性故障。如果系统发生故障后可重新启动使系统恢复正常则可认为是偶然性故障。相反若重新启动后不能恢复正常而需要更换硬件或软件系