摘 要：現(xiàn)代科學技術的發(fā)展使工業(yè)的自動化、信息化水平越來越高。集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）是一個綜合控制系統(tǒng)，它廣泛應用于工業(yè)生產中。在化工企業(yè)中應用DCS系統(tǒng)技術可以降低化工企業(yè)的風險，借助該系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制，大大提高生產效率?；て髽I(yè)DCS系統(tǒng)生產中仍存在一些問題，需要進一步改進。文章對DCS系統(tǒng)進行了研究，分析了DCS系統(tǒng)在化工企業(yè)中的應用及存在的問題，以及如何對其進行改進和優(yōu)化，以促進化工企業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：DCS系統(tǒng);化工企業(yè);運行維護;標準化

一、 DCS系統(tǒng)概述

（一）DCS系統(tǒng)介紹

DCS系統(tǒng)的全稱是Distributed Control System，中文名稱為分布式控制系統(tǒng)或集散控制系統(tǒng)，是一種新型的計算機控制系統(tǒng)，它集網(wǎng)絡、控制和計算機技術于一身。在生產過程中不止一個控制點，DCS系統(tǒng)可以通過多個控制器連接網(wǎng)絡，從而達到數(shù)據(jù)交換的目的，實現(xiàn)對各控制點的控制。DCS系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)級和控制管理級是DCS系統(tǒng)的關鍵組成部分。近年來，在與集散控制系統(tǒng)相關的領域，尤其是在電力、冶金、石化等行業(yè)，出現(xiàn)了許多新的發(fā)展。

（二）DCS系統(tǒng)對化工企業(yè)的意義

化工生產中加工工序復雜，每一道工序都關乎著生產效益，且化工化工行業(yè)的原材料較為特殊，對安全生產的要求更高。目前，大多數(shù)化工企業(yè)采用集散控制系統(tǒng)作為過程生產監(jiān)控的重要組成部分。集散控制系統(tǒng)的質量不僅關系到化工生產的效率和穩(wěn)定性，還與生命財產安全密切相關。如果集散控制系統(tǒng)發(fā)生故障，整條生產線都可能癱瘓，導致停工事故。DCS系統(tǒng)可謂化工生產的命脈，只有其穩(wěn)定運行，才能保證化工企業(yè)的正常運營。

二、 DCS系統(tǒng)應用中的常見問題及故障分析

（一）應用問題

1. 安全問題

雖然DCS系統(tǒng)自身具有一定的抗干擾能力，但在實際工作中處理器安全問題也頻繁發(fā)生。如果由于系統(tǒng)初始化錯誤或配置不合理而出現(xiàn)抗干擾故障，將不可避免地影響系統(tǒng)的運行。

2. 通信問題

隨著DCS系統(tǒng)在化工企業(yè)中應用范圍的不斷擴大，系統(tǒng)的通信量也在不斷增加。在集散控制系統(tǒng)自身的影響下，通信信息容易受到一些外部因素的影響，無法保證通信的穩(wěn)定傳輸，嚴重時還可能引發(fā)安全事故。

3. 應用接地和雷電保護問題

外部環(huán)境因素容易導致DCS系統(tǒng)失效，雷擊、電磁干擾、靜電等都會對DCS電子元件的正常工作和使用壽命產生非常不利的影響。為了保障DCS系統(tǒng)的抗干擾性，必須科學合理設置DCS系統(tǒng)的接地裝置，此外還應采用符合標準的絕緣線、安裝防雷裝置等有效的防雷措施。

（二）常見故障分析

DCS系統(tǒng)的常見故障主要包括系統(tǒng)運行故障和零部件故障。

1. 系統(tǒng)運行故障

包括UPS故障、模塊故障、內部灰塵擠壓等。下面通過具體案例進行說明。2013年4月，一家化工企業(yè)的選煤車間發(fā)生了停工事故。后來發(fā)現(xiàn)停機是由于分散控制系統(tǒng)中不間斷電源的故障造成的，直接導致供電不良，系統(tǒng)因失去可靠的供電而自動停機;2013年10月，某石油加工企業(yè)6.6T/d產油試驗項目中，DCS系統(tǒng)加氫裝置突然報警，1號反應器溫度值無法顯示，其余運行正常。經技術人員檢查，發(fā)現(xiàn)1號反應器模塊配置異常，導致集散控制系統(tǒng)異常。

2. 零部件故障

集散控制系統(tǒng)除了軟硬件系統(tǒng)外，還包括許多分散的小部件。因此，由組件問題導致的系統(tǒng)故障經常發(fā)生。例如，在6.6t/d煉油試驗項目中，經過幾年的使用，發(fā)現(xiàn)DCS系統(tǒng)故障頻繁，操作站故障率突出。操作臺改造后，系統(tǒng)再次進入正常運行狀態(tài)，這是一種典型的由部件引起的系統(tǒng)故障現(xiàn)象。

三、 化工企業(yè)DCS系統(tǒng)應用與運維的標準化策略

（一）確保DCS系統(tǒng)設計和安裝的質量

項目前期的設計、安裝和施工將對集散控制系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性產生很大影響。如果在集散控制系統(tǒng)中增加中間繼電器和安全柵，雖然會增加整個項目的投資，但也能保證集散控制系統(tǒng)硬件的高安全性，有效避免因在集散控制系統(tǒng)中引入強信號而造成的卡損現(xiàn)象;受設備、網(wǎng)絡和接地集散控制系統(tǒng)的安裝等因素影響，集散控制系統(tǒng)的通信穩(wěn)定性會發(fā)生變化。此外，為了有效地保護整個集散控制系統(tǒng)的硬件，特別是保護通信相關部件，必須做好防雷工作。

（二）加強日常維護工作

在集散控制系統(tǒng)的具體應用中，工作人員必須做好日常維護工作，并通過日常維護或優(yōu)化，進一步保證集散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，充分發(fā)揮自身的作用?；诖耍瑧龊靡韵聨c。首先，應進一步完善集散控制系統(tǒng)的管理體系，確保集散控制系統(tǒng)管理的有序發(fā)展。其次，要控制集散控制系統(tǒng)的溫度，特別是對化工企業(yè)來說，要進一步保證集散控制系統(tǒng)的環(huán)境溫度，并保證室內外環(huán)境溫差不超過±5℃。只有這樣，我們才能保證系統(tǒng)順利運行的良好環(huán)境。第三，應重視集散控制系統(tǒng)的防塵措施。一方面，工作人員應定期或不定期清潔房間或系統(tǒng)，以進一步減少灰塵對系統(tǒng)的干擾，更好地滿足當前的需要。另一方面，其他環(huán)節(jié)的維護工作也要做好。例如，工作人員應確保接地系統(tǒng)的電阻在相應的范圍內，一般小于4伏，確保系統(tǒng)有良好的防靜電和屏蔽措施，并最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)本身的功能。

（三）做好預防維護工作

為了避免因氣候或灰塵等外部因素造成的DCS系統(tǒng)的異常運行，必須加強預防維護工作。集散控制系統(tǒng)的使用生命周期很長，所以必須制訂標準化的養(yǎng)護方案，對運行環(huán)境進行檢查和調試，對設備運行狀況進行監(jiān)控，掌握系統(tǒng)運行的實時信息，有效杜絕安全隱患發(fā)生。此外，應經常對集散控制系統(tǒng)進行檢修，主要包括兩個方面：一是系統(tǒng)冗余測試，主要是對冗余電源、服務器、控制器等關鍵控制設備進行系統(tǒng)測試。同時，有必要通過斷電的方式檢查操作站和控制站。二是系統(tǒng)供電線路維護，在對大型設備進行篩選后，要逐一檢查供電線路，測試不間斷電源的供電能力，并實施放電操作。

四、 結語

綜上所述，DCS系統(tǒng)在化工企業(yè)中的應用越來越普遍且發(fā)揮著重要的作用，極大提高了化工生產的自動化水平和生產效率。確保DCS系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性，做好日常維護和預防維護故障，減少故障發(fā)生，有利于我國化工行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

作者簡介：

張俊杰，沙索（中國）化學有限公司。