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DCS是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡稱,國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù),其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS具有以下特點(diǎn):
(1)高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì),因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一,可以針對需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的計(jì)算機(jī),從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。
(2)開放性 DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì),系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信,實(shí)現(xiàn)信息傳輸,當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí),可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下,幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。
(3)靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài),即確定測量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面,從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。
(4)易于維護(hù) 功能單一的小型或微型計(jì)算機(jī),具有維護(hù)簡單、方便的特點(diǎn),當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換,迅速排除故障。
(5)協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù),整個(gè)系統(tǒng)信息共享,協(xié)調(diào)工作,以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。
(6)控制功能齊全 控制算法豐富,集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體,可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等*控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活,可由的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成,也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制,并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)對來自過程控制級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理,如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,DCS可以按照需要與更高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的集中管理功能,如計(jì)劃調(diào)度、倉儲(chǔ)管理、能源管理等。
流程工業(yè)CIMS是一個(gè)復(fù)雜的綜合自動(dòng)化系統(tǒng),處理的對象是整個(gè)企業(yè)的全部生產(chǎn)活動(dòng),DCS作為一種有效的工具和實(shí)現(xiàn)手段,在流程工業(yè)CIMS中完成重要的基礎(chǔ)控制和實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等功能。與管理類計(jì)算機(jī)相比,DCS能夠提供更加可靠的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),使CIMS系統(tǒng)所作出的優(yōu)化決策也更加可靠。
從功能上看,流程工業(yè)CIMS中的生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和在線質(zhì)量控制都可以由DCS實(shí)現(xiàn)。從流程工業(yè)CIMS的層次結(jié)構(gòu)看,DCS主要擔(dān)負(fù)過程控制和過程優(yōu)化任務(wù),有些生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理工作也可在DCS上完成。
DCS系統(tǒng)故障判別及處理方法:隨著自動(dòng)化水平的提高,DCS控制系統(tǒng)(集散控制系統(tǒng))逐漸代替 了常規(guī)儀表,其*性已被廣大操作人員所接受。但發(fā)生故障時(shí),會(huì)造成裝置停車甚至事故,各種故障如何及早發(fā)現(xiàn)及恰當(dāng)處理就顯得非常重要。我公司合成氨工藝 使用多套浙大中控JX-300XDCS進(jìn)行控制,控制穩(wěn)定可靠,針對存在的一些問題,根據(jù)多年維護(hù)經(jīng)驗(yàn),我們總結(jié)出了一套行之有效的故障判別及處理方法。
1、查看監(jiān)控畫面的數(shù)據(jù)
出現(xiàn)以下情況時(shí),說明控制系統(tǒng)發(fā)生問題,應(yīng)立即通知微機(jī)維修人員維修,同時(shí)操作工到現(xiàn)場進(jìn)行處理。
(1) 經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)長時(shí)間不變,且?guī)讉€(gè)數(shù)據(jù)或所有數(shù)據(jù)都不變。
(2) 控制分組畫面中,手動(dòng)自動(dòng)無法切換,或手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)后,一經(jīng)確認(rèn),又恢復(fù)為原來的數(shù)據(jù),修改不過來。
(3) 趨勢圖畫面中,幾條趨勢都為直線不變。
(4) 監(jiān)控畫面中,多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)波動(dòng)較大。
判斷波動(dòng)數(shù)據(jù)是否為工藝上相關(guān)參數(shù),若是相關(guān)參數(shù)則通知儀表及微機(jī)人員檢查,看是否某調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動(dòng)引起相關(guān)參數(shù)變化,同時(shí)將相關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)打到手動(dòng)狀態(tài),必 要時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)節(jié)。如水溶液全循環(huán)裝置中,尿素合成塔壓力正常時(shí)為l9.67MPa,如果突然大范圍波動(dòng),此時(shí)勢必引起下游的中壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)壓力波 動(dòng),這種情況是由于幾個(gè)相關(guān)參數(shù)中某一參數(shù)波動(dòng)引起其他參數(shù)變化,并不是控制系統(tǒng)本身故障。
若波動(dòng)數(shù)據(jù)工藝上彼此并無直接影響,則可能為微機(jī)某卡件發(fā)生故障,立即將相關(guān)自調(diào)系統(tǒng)打到手動(dòng)調(diào)節(jié),必要時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)節(jié),同時(shí),通知微機(jī)及儀表人員檢查。
2、查看操作站工作情況
當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)操作站死機(jī), 監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)不刷新,調(diào)節(jié)畫面不起作用,查看右上方系統(tǒng)報(bào)警指示燈是否正常,并檢查其他操作站是否工作正常,若正常,則僅該操作站有問題,通知微機(jī)維修人 員修理。若其他操作站數(shù)據(jù)也不變,則為系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障,立即通知維修人員檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行情況,進(jìn)行修復(fù)。
3、觀察操作站的斷電情況
若部分操作站突然無顯示,則說明UPS或市電斷電,立即通知微機(jī)維修工進(jìn)行維修。若有電的操作站可正常監(jiān)控,此時(shí)不會(huì)影響控制系統(tǒng)的正常調(diào)節(jié)。
4、注意控制站全部斷電的情況
由于所有控制站設(shè)備均為雙路供電,一路UPS,一路市電,所以這種情況的發(fā)生幾率很小。
當(dāng)控制站全部斷電后,監(jiān)控畫面上兩個(gè)系統(tǒng)報(bào)警紅燈亮,通訊中斷,數(shù)據(jù)全部不刷新,所有自調(diào)系統(tǒng)*失控,調(diào)節(jié)閥將恢復(fù)到初始狀態(tài),氣開閥全關(guān),氣關(guān)閥全開。此時(shí),應(yīng)立即緊急處理或停車,同時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行操作。
5、注意所有操作站全部斷電的情況
此時(shí),查看控制站電源指示燈是否正常,卡件診斷指示燈有*紅燈,綠燈表示卡件正常工作,若以上都正常,則可以確定控制站工作正常,自調(diào)系統(tǒng)工作正常,只是操作工暫時(shí)看不到監(jiān)控畫面,且不能對現(xiàn)場進(jìn)行遙控操作,立即通知微機(jī)維修人員進(jìn)行維修,并到現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控。
6、調(diào)節(jié)閥儀表氣源壓力低或儀表空氣全部斷氣
當(dāng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)自調(diào)系統(tǒng)失靈,監(jiān)控畫面上自調(diào)閥閥位在全開或全關(guān)位置,立即檢查儀表氣源壓力,若氣源壓力小于0.4MPa,則不正常,檢查氣源管道有無堵塞或 漏氣現(xiàn)象;若氣源壓力小于0.2MPa,立即進(jìn)行緊急停車。將監(jiān)控畫面上的自調(diào)系統(tǒng)全部打到手動(dòng),將調(diào)節(jié)閥閥位調(diào)到安全位置,通知儀表工檢查氣源,同時(shí)到 現(xiàn)場進(jìn)行操作,關(guān)閉調(diào)節(jié)閥兩端的截止閥,用旁路閥操作。
結(jié) 論
DCS發(fā)生故障時(shí),操作工應(yīng)掌握一定的判別方法,及早發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)行適當(dāng)處理,可以避免或者減少對工藝控制的影響。
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