DCS系统由系统软件、硬件、操作面板和现场仪表组成。系统任何一个环节出现问题都会导致部分系统功能失效或控制系统失效。严重时会导致停产。
至于停车……造成的损失肯定不小。
事实上,相当一部分DCS故障是由一些日常小细节造成的。在日常应用中,如果加强对这些小细节的控制,可以避免相当多的DCS故障带来的损失。
那么需要注意什么呢?近日,小编精心整理了相关内容,希望对大家有所帮助。
失败的根源是什么?
首先,我们来看看DCS故障的常见原因。
人为错误
DCS技术发展到今天已经比较成熟,模块化程度也比较高。统计数据显示,硬件出现故障的概率是比较低的。因此,DCS软硬件故障大多是由人为因素造成的:配置不当、操作不当等人为因素。失败是很常见的。
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停电
自动化仪表运行过程中,一旦发生系统停电,将对DCS系统造成致命威胁。插头接触不良、后备电源不能自动接通、断路器容量不足、自动化仪表线路负载不匹配、供电线路事故、电路元件损坏等问题都会导致系统停电。常见的影响有断电、电压暂降、过压、欠压等。电压过高容易烧坏单板,而电压不足则容易导致单板无法正常工作,导致单板故障灯报警、信号输出异常等。其他现象。此次停电直接导致DCS系统瘫痪。
电磁干扰
DCS应用领域的行业特点决定了大多数DCS系统位于强电设备造成的恶劣电磁环境中。在应用中消除干扰源、提高DCS系统本身的抗干扰能力往往是不切实际的。
接地不良
DCS受到电磁干扰时,接地不良很容易导致信号跳变和信号漂移。严重时可能会损坏单板。
温度和湿度的影响
高温、低温、干燥、潮湿的工作环境都会对系统产生巨大的影响。 DCS组件很容易受到这些环境的影响并导致故障或性能下降。实验表明,对于模拟卡,温度每变化10,精度就会降低0.1%;当相对湿度超过65%时,物体表面会形成水膜,使绝缘性能下降,加速腐蚀;相对湿度如果太低,合成材料容易变脆、收缩,并且容易因表面裂纹而损坏。
静电影响
静电容易在绝缘材料表面积聚:由于现在的电路板采用大规模集成电路,芯片耐压能力较弱,静电放电可能会导致电路板芯片故障。这种损害是隐蔽的、潜在的,很容易被忽视。
腐蚀影响
现场的腐蚀性气体,以及一些建在海边的建筑物(如核电站)受到海风的腐蚀,往往对DCS板卡和操作站计算机产生致命的影响。腐蚀严重的工业环境常常会导致DCS板卡和计算机主板上的电子元件短路,导致设备硬件损坏。
雷电的影响
当控制室建筑的直击雷保护装置遭受雷击时,瞬间强大的雷电流通过引下线流入接地装置,引起局部地电位浮动。如果防雷接地装置是独立的,则不会与控制系统相互作用。如果接地电极之间距离不够,两者之间就会发生放电(反应),对控制室的DCS造成干扰或损坏。
其他危险
包括灰尘和鼠害,这些都会对DCS设备和线路造成严重损坏。
如何预防故障问题?
首先,必须重视DCS安装前的工程设计和施工阶段。如防雷、接地屏蔽等,这些在DCS投入运行后很难进行改造,因此问题发生后的改造远远小于问题发生前采取的相应措施。设计时应选择合理的接地结构,如等电位单点接地;施工时应按照有关标准和规范,采用正确的接地连接方法。
其次,对一些应用中发现的问题要及时现场修改。例如,如果存在电磁干扰问题,更有效的措施是切断干扰源与DCS之间的传播路径。例如,控制室采用网格式屏蔽,在信号电缆上安装滤波装置,保证信号线和电源线的走线符合相应标准,安装SPD装置防止雷电浪涌侵入等。
三、操作必须严格按照规范进行。例如,解决静电问题,需要严格执行插拔卡时佩戴防静电手腕带的理由;使用专用防静电袋存放板卡等备件。
四、日常DCS应用中需要注意以下几点:
(1)定期检查DCS系统电源,对冗余电源系统定期进行投切实验。同时应定期对UPS电源进行开关检查,并按要求定期对蓄电池进行放电和充电。定期检查网络连接器和连接电缆是否牢固,控制柜内的接线端子是否牢固可靠。定期检查系统风扇是否正常工作,风道是否堵塞,确保系统能够长期可靠运行。经常检查控制单元、I/O模块、其他模块等是否工作正常。定期检查接地是否牢固,测试接地电阻是否符合要求。
(2)定期检查控制器、计算机等的工作量,注意是否有增加。定期检查硬盘,删除碎片文件。历史文件通常由外围设备存档和备份。
(3)对于DCS系统与其他系统的接口,建议在其他系统侧的网关站安装病毒防火墙,并及时更新病毒库。同时,及时更新操作系统补丁,提高系统安全性。
(4)运行过程中,原则上不对软件、硬件进行改动。
(5)所有对DCS系统的修改,无论是组态软件、系统软件还是文件属性等,都应在工程师站(记录本)中详细记录。每次更改配置时,必须将主站复制到从站。
(6)所有操作站应定期重新启动,以消除计算机长期运行中积累的错误。养成定期备份组态软件的习惯。每次更新目录后,应将工程师站组态安装目录中的所有文件复制到每个操作员站的相应目录中。否则,工程师站损坏可能会导致系统无法更新。单击目录。
(7) DCS控制室必须保持适当的温度、湿度和灰尘水平。应定期检查工作环境和通风条件,避免因通风散热不良导致硬件故障或加速硬件老化。一般情况下,操作员站和DPU站每季度应吹灰一次。
第五,要注重预防性维护,即有计划地主动维护,保证系统的稳定性。利用每次检修对系统进行预防性维护,了解系统的运行状态,消除潜在的故障。大修期间应对DCS系统进行彻底维护,包括:
(1)系统电源、接地系统的维护和检查。定期检查UPS电池容量和充放电时间,并对接地极进行接地电阻测试。
(2)在技术允许的前提下,定期对冗余电源、服务器、控制器、通信网络等进行冗余测试。
(3) 检查系统卡。彻底检查和整理以延长设备的使用寿命。
(4)操作站和控制站断电进行维护。包括计算机、控制站柜、电源箱等部件内部的灰尘清理。
(5)维护计算机软件、硬件和系统。比如磁盘碎片整理。硬盘数据备份、软硬件测试等
(6)维护系统的网络通讯,保证连接可靠。
(7) 紧固系统接线端子,防止接线松动。检查保险丝端子是否正常。
(8)对现场仪器设备进行维护,发现问题及时处理。
最后,一定要认真对待操作日志和故障处理记录。
如果出现问题我该怎么办?
严格的预防措施并不能完全消除故障。在使用过程中,由于各种因素的影响,仍可能会出现故障。一旦DCS系统出现故障,必须在最短的时间内准确分析和诊断故障部位和原因。根据专家的经验,故障排除可以按照以下思路进行:
(1)彻底分析症状,这是排除故障的基础。注意其他人对症状的报告是否准确。最可靠的方法是自己观察或重现症状。
(2)分析故障是在什么情况下发生的,是发生在系统调试和联调过程中,还是发生在正常运行、预防性维护或诊断过程中。这有助于重现故障并隔离它。
(3)查明是否有变更。如果系统之前运行良好,是否进行过任何更改?包括任何硬件、软件或接线更改。
(4) 检查各单板指示灯是否显示故障报警。
(5)缩小故障排除范围。可以使用标准信号发生器向单板输入标准信号(如4~20mA信号),通过检查上位机屏幕上信号显示是否正确来判断单板是否正常。
(6)通过插拔单板或更换备件来确定单板本身是否存在问题。主板需要支持热插拔。请注意,插拔重要单板或非冗余单板可能会导致信号显示或输出异常。
(7) 检查问题是否是暂时的或仅发生过一次。如果不小心发生,系统可能会受到干扰。这类问题很难追踪,需要很长时间,并且可能需要特殊的技术和特殊的测试设备。
(8)查看操作日志和历史故障诊断记录。操作日志可以帮助了解故障发生前后的软件运行情况,检查是否存在人为误操作;历史故障诊断记录可以帮助判断故障发生前后其他设备是否存在异常。
审稿人:刘庆