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    科學技術論文

    試論化工廠DCS系統現有故障與對策

    時間:2020年05月28日 所屬分類:科學技術論文 點擊次數:

    摘要:筆者通過大量的調查與探究可知,DCS系統有較高的安全性、靈活性以及可靠性,它在國內石油與化工行業都獲得了廣泛的推廣及運用。本文將DCS系統設為論述基礎,詳細探究了它在運行時可能發生的故障,并且還以DCS系統當前頻發的故障為切入口,擬定了極具針

      摘要:筆者通過大量的調查與探究可知,DCS系統有較高的安全性、靈活性以及可靠性,它在國內石油與化工行業都獲得了廣泛的推廣及運用。本文將DCS系統設為論述基礎,詳細探究了它在運行時可能發生的故障,并且還以DCS系統當前頻發的故障為切入口,擬定了極具針對性的解決對策及方案,希望能為相關從業人員的工作開展提供理論支持。

      關鍵詞:DCS系統;系統;對策

    化工廠設備

      引言:通常來說,運用于化工廠的控制系統回路多、穩定性高、控制方案較為復雜,因此DCS系統在當今的化工行業獲得了廣泛的推廣及運用。然而科學技術猶如雙刃劍,如果DCS系統發生故障,就會給工廠的有序運行與安全生產帶來嚴重的影響,甚至會引發多起安全事故。本文以筆者的自身經驗為基礎,結合相關文獻與資料的闡述與記錄,希望能為DCS系統的有序、安全運行貢獻一份力量。

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      1DCS系統的構成分析

      DCS系統的實際組成較為靈活,一般來說,DCS系統有5個關鍵的組成要素:I/O板、操作站、圖形和編程軟件、控制器以及通訊網絡。在該系統當中I/O板屬于數據傳輸載體,它在系統的實際運行中要將系統同現場儀表有效連接起來,控制器也是DCS系統當中的關鍵組件。操作站是人機接口界面,它的主要功能就是報警、操作以及顯示畫面。在DCS系統中,通訊系統是骨架,在該系統運行時它要負責關鍵數據的輸送,它與DCS系統的實際工作效率直接相關,而且還在某種程度上決定系統的實際性能。在DCS系統運行中,圖形與編程軟件屬于前提與基礎,它是該系統有序運行的基礎保證。

      從結構層面來剖析該系統,DCS系統是由過程級、管理級以及操作級組成的。在此,過程級也就是功能實現領域,其中囊括了控制站、I/O單元以及現場儀表。操作級在系統運行時負責系統的操作及組態,換句話說,該層次囊括了操作員站以及工程師站。

      2化工廠DCS系統現有故障

      2.1各種供電系統故障

      本文提及的供電系統是由承擔UPS供電任務的220V電源以及承擔控制單元、散熱風扇、端子排以及卡件供電任務的直流回路共同組成的。此種故障在系統實際運行中較為嚴重,它與其余類型的故障不同,它的影響范圍遠超某單個或是幾個單元,它會造成整個系統發生掉電情況,影響系統工作。筆者就遭遇過類似事故,事故大體過程如下:存放于機柜內的一臺散熱風扇燃燒造成系統內220V供電空開發生越級跳閘情況,進而引發全部機柜完全失電。在DCS系統的實際運行當中,與之相類似的故障較多,比如24V的直流電源發生損壞、UPS跳閘、柜內的空開損壞以及UPS燒毀等。

      2.2控制器、卡件、操作員站等硬件故障

      此類故障若發生在DCS系統的實際運行中,就可能導致某些控制監視功能完全失效,嚴重時還可能導致連鎖觸發,造成全系統的停車,會給化工廠帶來嚴重的危害。當然,有時候卡件故障不是指此卡件全部失效,而是某個通道出現了故障。

      2.3軟件故障

      通常來說,軟件故障多發生于新修改或者下裝組態當中,與此同時,新投入運行的系統在長時間的運轉中也可能會發生此類故障。然而,偶爾也會出現在運行較久的系統當中。軟件故障出現的原因有三,分別是系統故障、操作系統故障以及組態錯誤。軟件故障的發生可能會對部分工程師站與操作員站帶來負面影響,導致以上兩者的功能喪失,然而,一般來說,不會造成控制站失靈。

      2.4通訊故障

      通訊故障在系統的實際運行中占比較高,主要由通訊電纜故障、交換機故障以及通訊卡件組成。假如有光纖參與至通訊系統,就可能會發生收發器故障與光纖故障,當通訊故障發生時,很容易辨別,大多數都是因為冗余配置,不會對系統造成惡劣的影響。筆者就職的單位曾經因為DCS系統當中的某項安全參數波動導致連鎖停車情況發生,事故發生后,單位就組織了大批人員開展故障排查工作,通過大量的排查與剖析發現是因為電纜中間存在一個接頭。

      2.5人為性故障

      在DCS系統的實際運行中,人為故障的發生通常是在無意中引發和造成的,也就是說,通常發生于檢修、檢查、組態修改下裝以及維護等多種情況中。由于人為因素導致出現頻率較高的故障有撥錯卡件、改錯位號以及接錯線等。

      3解決化工廠DCS系統現有故障的對策

      3.1加強巡檢,做好系統各類系統報警信息、溫度監控等工作

      筆者在資料收集中發現一起事故,某化工廠的220V進電在跳閘之后轉成了UPS供電,當時的巡檢隊伍未發現,待UPS的電量耗完之后,系統由于斷電發生了嚴重的事故。眾所周知,當UPS供電之后在視覺和聲音上都會有提示,相關工作人員稍加注意就可以避免事故的發生。在落實日常巡檢任務時,要檢查220V配電柜以及有關開關的具體狀態,還要觀察供電線路的實際電壓與電流;當系統轉成應急電或者從應急電轉出之后,都要檢查開關的狀態。與此同時,還要根據實際情況來測量配電系統中的各卡件溫度,查看控制器的相關運行指示,通過測溫儀來有效監控電纜溫度,要特別注意系統運行時是否有異味。

      3.2科學落實系統零件的裝配工作

      在開展開關、線路以及電源適配器相關的更換工作時,必須要認真計算容量,要嚴格控制卡件、儀表以及網卡的安裝施工質量,有效避免線路燒毀、線頭松掉、線頭短路以及空開跳閘等故障的頻繁發生。此外,還要嚴格控制材料質量,對那些不合格、不正規的材料堅決說不,有效杜絕粗放型維修思維。

      3.3建議UPS系統做并聯或串聯備份

      相關人員要對新建UPS系統實施并聯備份,也就是說把2臺UPS系統并聯起來供電,如果有一臺出現故障,另一臺就自動供電,有效避免失電情況的發生。針對使用較久的DCS系統來說,可以選擇串聯備份方案,也就是說把兩臺UPS緊鄰放置在一起。

      3.4加強計算機和系統管理

      在DCS系統運行時,要挑選固定的人員來管理固定的U盤,嚴禁其余人員擅自修改系統以及組態工作,杜絕非專用優盤在系統中的運用。與此同時,要科學落實系統與組態文件相關的備份工作,通常來說要在工程師站與U盤中同時備份。此外,還要定期組織教育培訓以及應急預案演練。

      3.5保證好外部環境

      第一,要科學落實控制室防雨相關工作。第二,要科學落實控制室防雷相關工作,定期檢測接地的電阻,雷雨天氣來臨時,要派專人進行監測以防不測。第三,要合理落實防鼠工作,如果電纜遭受老鼠破壞將很難查找原因。第四,要嚴格管理室內的濕度與溫度。

      3.6注意應急工具和備品備件的配備工作

      如果發生較為嚴重的故障,相關部門要立即恢復系統。因此,化工廠要備齊并定期檢查各工具與配件的狀態,例如常用工具、卡件、各類接頭、空開、電源模塊以及鍵盤等,以上多種工具與配件可以放置在工程師站中,用單獨的柜子保存起來,進而保證系統在最短時間內得到恢復。

      3.7故障其余應對措施

      第一,要注意的是,絕大多數的UPS都有主控電池,以避免掉電后造成各類參數的丟失,此電池需要按時定期更換。第二,要保證電線、電纜以及信號線的有效性,以上提及多類型線的中間不能有接頭,接頭在長期使用后可能發生氧化、進水以及斷開等現象,進而導致各類安全事故的發生。

      4結語

      綜合來說,有關部門要想確保DCS系統在運行時具備較高的可靠性與安全性,有關人員必須從DCS系統的設計、調試以及維護中入手,展開嚴密的監督及管理活動。系統維護隊伍要結合系統當前的運行狀況及特點,擬訂合理科學的檢修與故障排除方案,當故障發生時,按照之前擬訂的應對方案與措施積極開展系統故障解決工作,有效降低故障給系統運行帶來的負面影響,給化工廠中DCS系統的有效、持續以及穩定運行奠定基礎。

      參考文獻:

      [1]朱明飄,席亞賓.DCS系統常見故障分析及處理措施探討[J].自動化與儀器儀表,2016(9):192.

      [2]路永字.提高DCS運行可靠性的措施[J]化工自動化及儀表,2016(8):208.

      [3]徐科.化工廠DCS系統常見故障分析及處理措施探討[J].工程技術:文摘版,2016(08):00120.

      [4]楊衛紅.DCS系統故障分析處理及維護防范措施探討[J].電子世界,2016(02):68-70.

      作者:鄒超銀

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