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      DCS控制系統(tǒng)在燒結(jié)機(jī)中常見故障及處理辦法

      2018-12-15 10:33:58楊繼洪
      卷宗 2018年30期
      關(guān)鍵詞:領(lǐng)域

      楊繼洪

      摘 要:目前,分散控制系統(tǒng)(DCS)以先進(jìn)的技術(shù)、豐富的控制功能、可靠的工作性能等優(yōu)勢(shì),在韶冶燒結(jié)機(jī)中得到了很好的運(yùn)用。筆者結(jié)合多年的工作實(shí)踐,對(duì)DCS控制系統(tǒng)在韶冶燒結(jié)機(jī)設(shè)備中常見的故障做了介紹,并給出了相應(yīng)的處理辦法供大家探討。

      關(guān)鍵詞:分散控制系統(tǒng);主控;領(lǐng)域

      1 引言

      自二十世紀(jì)七十年代以來,以微機(jī)為核心的分散式控制系統(tǒng)將現(xiàn)代科技的最新成就計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、顯示技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)即技術(shù)集為一體,使自動(dòng)化儀表裝置向系統(tǒng)化、分散化、多樣化和高性能化的方向產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。在此基礎(chǔ)之上,現(xiàn)代控制理論的實(shí)用化成為可能,大大促進(jìn)了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。隨著有色行業(yè)的發(fā)展,燒結(jié)機(jī)在安全、環(huán)保、產(chǎn)量、運(yùn)行參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)上都有了很大的提高。作為燒結(jié)機(jī)的靈魂分散式控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱DCS系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)了過程控制、過程管理的現(xiàn)代化。在這種情況下,如果燒結(jié)機(jī)DCS系統(tǒng)異常,將會(huì)使系統(tǒng)失控,出現(xiàn)不可預(yù)知的事故,甚至導(dǎo)致燒結(jié)機(jī)停運(yùn),帶來嚴(yán)重?fù)p失。

      2 DCS系統(tǒng)概述

      2.1 DCS系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展

      二十世紀(jì)70年代中期,在微處理器和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展下,美國(guó)率先推出綜合分散控制系統(tǒng)TDC2000,使計(jì)算機(jī)控制進(jìn)入了分散控制的新紀(jì)元。二十世紀(jì)80年代初,超大規(guī)模集成電路集成度的提高,微處理器運(yùn)算能力的增強(qiáng),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步以及市場(chǎng)需求的推進(jìn),產(chǎn)生了第二代分散控制系統(tǒng),其特點(diǎn)是:產(chǎn)品設(shè)計(jì)走向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工作單元結(jié)構(gòu)化;控制功能更加完善,用戶界面更加友好;數(shù)據(jù)通信的能力大大加強(qiáng)并向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展;管理功能得到分散;可靠性進(jìn)一步提高;系統(tǒng)的適應(yīng)性及其擴(kuò)充的靈活性增強(qiáng)。特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,幾個(gè)代表性DCS公司紛紛推出他們成熟的新一代系統(tǒng),如HoneywellEmerson公司的Plantweb。

      目前DCS發(fā)展到第四代。第四代DCS的最主要標(biāo)志是:Information(信息化)和Integration(集成化)。因此,與其說第四代DCS是一套綜合的控制系統(tǒng),更不如說它是一套集成化的綜合信息系統(tǒng)。

      2.2 DCS系統(tǒng)特點(diǎn)

      DCS系統(tǒng)具有較高的靈活性與擴(kuò)展性。具有先進(jìn)的過程操作畫面(總貌畫面、動(dòng)態(tài)流程畫面、分組回路畫面、報(bào)警畫面、趨勢(shì)記錄畫面等),具有各種控制功能,運(yùn)算功能,并能實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè),歷史數(shù)據(jù)顯示和各種報(bào)警功能。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝生產(chǎn)全過程的集中監(jiān)視、控制和管理。同時(shí)DCS系統(tǒng)的各種模塊能夠帶電插拔、更換,這些都是常規(guī)儀表所不具備的或需要經(jīng)過復(fù)雜的組合才能實(shí)現(xiàn)。

      3 燒結(jié)機(jī)DCS控制系統(tǒng)故障分類

      3.1 人為故障

      失誤原因多種多樣,有維護(hù)人員操作錯(cuò)誤、專業(yè)水平欠佳、監(jiān)護(hù)不到位、沒有進(jìn)行事故預(yù)想、管理有漏洞等原因。在實(shí)際運(yùn)行操作中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)DCS系統(tǒng)某功能不能使用,但實(shí)際上DCS系統(tǒng)并沒問題,而是操作人員操作不熟練或操作人員錯(cuò)誤操作引起的。因此燒結(jié)車間應(yīng)向運(yùn)行人員提供DCS操作手冊(cè),初次使用DCS系統(tǒng)的操作工要經(jīng)過培訓(xùn)后才能上崗操作。

      3.2 硬件故障

      這類故障是指過程控制層的故障,主要是DCS系統(tǒng)中的模塊,特別是I/O模塊損壞造成的故障。這類故障一般比較明顯且影響也是局部的,比如:參數(shù)顯示沒有變化,排除現(xiàn)場(chǎng)儀表故障可能后仍不能操作皮帶配料、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)控制閥等。它們主要是由于使用不當(dāng)或使用時(shí)間較長(zhǎng),模塊內(nèi)元件老化所致。如果模塊周圍的環(huán)境灰塵超標(biāo)、溫度高、濕度大將會(huì)大大縮短模塊的使用壽命,因此鑒于DCS系統(tǒng)對(duì)溫度、濕度、清潔度的嚴(yán)格要求。(因?yàn)闊Y(jié)配料的環(huán)境粉塵比較多,硬件的故障率較高,所以要經(jīng)常做好除塵、降溫的措施。)在安裝前,操作室尤其是過程控制室的土建、安裝、電氣、裝修工程必須完工,如在夏季,空調(diào)要及時(shí)啟用。

      3.3 軟件故障

      這類故障是軟件本身的錯(cuò)誤引起的。一般出現(xiàn)在DCS系統(tǒng)投運(yùn)調(diào)試階段,因?yàn)閼?yīng)用軟件程序復(fù)雜,工作量大,所以應(yīng)用軟件錯(cuò)誤難以避免,這就要求在DCS調(diào)試試運(yùn)階段燒結(jié)機(jī)皮帶秤及燒結(jié)機(jī)操作人員和運(yùn)行人員應(yīng)十分認(rèn)真,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并配合DCS系統(tǒng)調(diào)試人員解決問題,此類故障在DCS系統(tǒng)正常運(yùn)行后很少見。

      4 DCS系統(tǒng)故障防范措施

      4.1 DCS系統(tǒng)運(yùn)行與管理

      1)DCS系統(tǒng)的運(yùn)行管理是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)日常巡檢,各種軟件管理,備件管理等;加強(qiáng)軟件管理,組態(tài)的修改必須按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,同時(shí)必須及時(shí)備份修改前后的所有組態(tài)信息,存檔備查;當(dāng)DCS裝置發(fā)生故障,需用備件更換時(shí),使用前必須對(duì)備件進(jìn)行功能測(cè)試,以防患于未然。

      2)DCS系統(tǒng)檢修管理是DCS系統(tǒng)檢修時(shí)必須要有合理的檢修工藝和程序,應(yīng)重視DCS系統(tǒng)檢修項(xiàng)目和周期,檢修項(xiàng)目依據(jù)DCS系統(tǒng)設(shè)備特點(diǎn),大修時(shí)至少進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢修(小修時(shí)可酌情適當(dāng)減少):軟件的備份,核實(shí)控制模件標(biāo)志和地址;清掃電源、模件及防塵濾網(wǎng),檢查及緊固控制柜接線,接地系統(tǒng)檢查,冷卻風(fēng)扇檢修,電源測(cè)試;重要測(cè)量和保護(hù)信號(hào)線路絕緣檢查;電子室溫度、濕度及含塵量檢修前測(cè)試;通訊、手操站檢查等。

      4.2 DCS系統(tǒng)抗干擾措施

      從現(xiàn)場(chǎng)儀表至中控室DCS的儀表電纜,主要采用鋼帶鎧裝阻燃型對(duì)絞總屏蔽或分屏蔽計(jì)算機(jī)電纜。這樣對(duì)儀表電纜的抗干擾性實(shí)行雙重保護(hù):外鋼帶鎧裝層及中間接線箱外殼與就地電氣接地站相連,可直接對(duì)外界起抗強(qiáng)電磁干擾的作用;內(nèi)層銅絲編織層全部匯集到中控室IE接地母排上接地,起到了抗電場(chǎng)干擾的保護(hù)作用。

      因燒結(jié)機(jī)周圍沒有主要的強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾源,所以在中央控制室四周不用釘上一層鋼絲網(wǎng),再與電氣保護(hù)PE接地系統(tǒng)相連等措施。但中控室建筑整體結(jié)構(gòu)上應(yīng)是鋼筋混凝上梁柱頂面澆筑及磚砌墻。對(duì)DCS也具有良好的抗干擾作用。地面是水磨石抗靜電活動(dòng)地板。防靜電接地與PE系統(tǒng)相連。另外,各機(jī)柜的型鋼基礎(chǔ)底座也與PE相連。采用上述措施從總體環(huán)境上對(duì)DCS的抗干擾性能起了重要的作用。

      4.3 UPS電源防范措施

      定期用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量關(guān)鍵接線端子的溫度,做好技術(shù)檔案記錄,注意溫升;用萬用表測(cè)量主電源與備用電源電壓,做好記錄,注意電壓波動(dòng);利用大、小修停機(jī)期間做電源切換試驗(yàn)。切換是否正常,切換時(shí)間間隔是否符合技術(shù)規(guī)范;必須進(jìn)行計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)的

      檢查。

      參考文獻(xiàn)

      [1]吳壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

      [2]王常力.分布式控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展,電氣時(shí)代,2004.

      [3]于廣慶.可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京:清華大學(xué)出版社,2000.

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