耿永峰，張元玲

(1.青海鹽湖藍(lán)科鋰業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000；2.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鉀肥分公司，青海 格爾木 816000)

0 引言

化工產(chǎn)生的安全性和高效性依靠自控儀表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，具備強(qiáng)大的信息采集和信息處理能力，有效避免化工生產(chǎn)安全事故的產(chǎn)生。企業(yè)在投入使用自控儀表系統(tǒng)時需要高度重視儀表系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)性、穩(wěn)定性，并采用相應(yīng)管理措施，使得儀表系統(tǒng)運(yùn)行良好，避免故障問題的產(chǎn)生。

1 DCS自控儀表系統(tǒng)概述

1.1 DCS自控儀表系統(tǒng)特點(diǎn)

DCS自控儀表系統(tǒng)具有強(qiáng)大的分布式控制能力，以微處理器為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)多層分級的控制，在電力、石化、冶金等生產(chǎn)行業(yè)被廣泛應(yīng)用。企業(yè)在使用DCS自控儀表系統(tǒng)進(jìn)行集散控制的過程中，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化，儀表具有自動參數(shù)采集、參數(shù)調(diào)節(jié)和參數(shù)控制功能，可以適用不同技術(shù)參數(shù)下的工藝調(diào)整，實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的最優(yōu)化控制[1]。

1.2 DCS自控儀表系統(tǒng)作用

DCS自控儀表系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用比較傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式而言，具有明顯的優(yōu)勢，其主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是使用DCS自控儀表系統(tǒng)可以解決生產(chǎn)過程中的具體問題，減少了人力操作在生產(chǎn)之中的作用，有效降低了人為失誤問題的產(chǎn)生，避免惡劣的生產(chǎn)環(huán)境對相關(guān)人員所產(chǎn)生的影響。此外，自控系統(tǒng)具有一定的安全性，其使用分散邏輯控制程序，采用分布式布設(shè)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)交互的過程中完成生產(chǎn)，安全性、可靠性更強(qiáng)。二是DCS自控儀表系統(tǒng)可以利用程序維持生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過自動化程序?qū)x表系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)控制，使得生產(chǎn)效率更高。尤其是DCS自控儀表系統(tǒng)具有實(shí)時信息采集、信息交互、數(shù)據(jù)監(jiān)控和可視化展示等功能，相關(guān)人員可以更加直觀了解產(chǎn)品生產(chǎn)各階段的工藝參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時預(yù)警系統(tǒng)啟動，并將數(shù)據(jù)以圖示的方式展示到系統(tǒng)之中，使整個生產(chǎn)系統(tǒng)更加高效，生產(chǎn)資源調(diào)度能力有所提升。

2 DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行管理常見故障

2.1 電源故障

DCS自控儀表系統(tǒng)電源故障是導(dǎo)致儀表系統(tǒng)無法穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一，如果電源故障可能會導(dǎo)致系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，無法對生產(chǎn)工藝參數(shù)信息進(jìn)行采集，自動化控制功能也會喪失。比較常見的電源故障為系統(tǒng)連接設(shè)備的插頭接觸不良，空開容量不足等。DCS自控儀表系統(tǒng)如果線路出現(xiàn)問題、電源出現(xiàn)超負(fù)荷情況或者元件損壞，會導(dǎo)致系統(tǒng)電源故障問題產(chǎn)生，使得DCS自控儀表系統(tǒng)無法運(yùn)行[2]。

2.2 傳輸故障

DCS自控儀表主要通過數(shù)據(jù)信息的傳輸實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)系統(tǒng)的科學(xué)控制，傳感器裝置將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，由控制中心進(jìn)行邏輯運(yùn)算下達(dá)控制指令。如果傳輸設(shè)備出現(xiàn)故障會導(dǎo)致系統(tǒng)控制中心無法接收指令，嚴(yán)重時會導(dǎo)致控制中心接收大量的無用指令信息，影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。傳輸故障產(chǎn)生的主要原因是在原有的儀表系統(tǒng)中增加新設(shè)備，或者通信故障、信息采集元件受損。針對DCS自控儀表的故障問題進(jìn)行分析，故障問題會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，為切實(shí)保障生產(chǎn)系統(tǒng)處于正常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下，應(yīng)注重系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的日常維護(hù)和管理，保障系統(tǒng)長期處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

3 DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行日常管理工作規(guī)范建設(shè)

DCS自控儀表系統(tǒng)應(yīng)用為切實(shí)保障其日常運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性，需要建立日常儀表系統(tǒng)管理規(guī)范，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。在日常工作中如果發(fā)現(xiàn)故障及安全隱患，應(yīng)及時對其進(jìn)行處理，使得系統(tǒng)設(shè)備恢復(fù)原本的狀態(tài)，避免其對生產(chǎn)作業(yè)造成影響。綜合分析，DCS自控儀表系統(tǒng)日常管理應(yīng)做好實(shí)時動態(tài)管控、備份生產(chǎn)信息、建立維護(hù)機(jī)制，并在發(fā)現(xiàn)問題時及時對其進(jìn)行處理，具體工作內(nèi)容如下。

3.1 儀表系統(tǒng)測量

DCS自控儀表處于連續(xù)動作過程中，其在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信息處于動態(tài)變化過程之中。通過對生產(chǎn)過程中系統(tǒng)所產(chǎn)生的常量數(shù)據(jù)和變量數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)生產(chǎn)過程的動態(tài)管控，保障生產(chǎn)過程的科學(xué)性和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。因此，在日常工作規(guī)范中對系統(tǒng)的管理應(yīng)注重內(nèi)部控制模塊和外部接線信息自檢的科學(xué)性，對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的生產(chǎn)程序、控制程序有著深入的了解，并對儀表系統(tǒng)的單元信息、控制信息、模塊信息等進(jìn)行掌握，以數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方式進(jìn)行展示。根據(jù)測量所得的信息可以切實(shí)了解DCS自控儀表生產(chǎn)過程中信息的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，了解控制系統(tǒng)和元件的工作狀態(tài)是否良好。如系統(tǒng)產(chǎn)生故障則需要對代碼進(jìn)行解讀，找出故障原因，及時解決。信息的測量是了解DCS自控儀表系統(tǒng)日常運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)，是判斷儀表系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障問題的關(guān)鍵。

3.2 儀表信息備份

相關(guān)人員在對DCS自控儀表進(jìn)行管理期間應(yīng)做好相關(guān)數(shù)據(jù)信息的日常備份，避免因故障問題導(dǎo)致信息出現(xiàn)丟失的問題。系統(tǒng)歷史信息的應(yīng)用是判斷數(shù)據(jù)是否異常，指令是否良好傳達(dá)的核心關(guān)鍵。日常系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息備份應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注比較容易損壞的零件，預(yù)存相應(yīng)的零件。在此過程中，相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守儀表系統(tǒng)信息管理的相關(guān)規(guī)范，采用云端數(shù)據(jù)儲存的方式對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息、零件信息等進(jìn)行上傳，每周進(jìn)行一次到兩次的數(shù)據(jù)信息核查。如果在信息核查過程中發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)信息波動過大，應(yīng)及時檢查相關(guān)零件是否受損，并對零件進(jìn)行更換，及時解決出現(xiàn)的問題，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)備份可避免DCS自控儀表系統(tǒng)在運(yùn)行過程中因故障問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的情況，當(dāng)故障時可以對比歷史數(shù)據(jù)，盡快恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.3 儀表日常維護(hù)

DCS自控儀表系統(tǒng)基于硬件設(shè)備的使用進(jìn)行運(yùn)行和控制，硬件在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中極容易產(chǎn)生損壞。因此，相關(guān)人員需要做好DCS自控儀表相關(guān)零件的日常維護(hù)工作，判斷系統(tǒng)硬件元件是否出現(xiàn)安全隱患，及時消除安全隱患。日常維護(hù)應(yīng)建立完善的DCS自控儀表系統(tǒng)日常維護(hù)制度，建立標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化的工作規(guī)范。例如，在日常維護(hù)管理工作中，應(yīng)對DCS自控儀表系統(tǒng)需要進(jìn)行維護(hù)和檢查的區(qū)域進(jìn)行明確，將重點(diǎn)內(nèi)容、核心內(nèi)容作為日常維護(hù)的關(guān)鍵，檢查其是否出現(xiàn)安全隱患。系統(tǒng)維護(hù)工作除應(yīng)檢驗(yàn)相關(guān)的元件是否存在安全隱患之外，也要重點(diǎn)對軟件程序進(jìn)行檢查，判斷其是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)問題。維護(hù)制度的建設(shè)應(yīng)用是切實(shí)保障DCS自控儀表系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障措施，相關(guān)人員應(yīng)將軟件及硬件的檢查結(jié)果進(jìn)行記錄，標(biāo)注是否存在問題，按照工作規(guī)范每周進(jìn)行一次至兩次的維護(hù)檢查。期間應(yīng)避免相關(guān)人員進(jìn)入到控制中心，并對電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，做好日常的灰塵清理工作，切實(shí)通過維護(hù)手段保障系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)性、穩(wěn)定性。

3.4 儀表系統(tǒng)故障處理

上述工作規(guī)范內(nèi)容的建設(shè)核心是對故障因素及安全隱患進(jìn)行排查的工作，如日常工作中發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)安全隱患，應(yīng)及時處理。如系統(tǒng)出現(xiàn)故障因素，則需要細(xì)致判斷故障產(chǎn)生的主要原因，并根據(jù)預(yù)警等編碼進(jìn)行故障區(qū)域確定，采用合理的手段對其進(jìn)行維修。導(dǎo)致DCS自控儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因包括軟件因素和硬件因素，因軟件因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)問題，應(yīng)對軟件系統(tǒng)程序進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，解決BUG問題對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并對其進(jìn)行完善，提高DCS自控儀表系統(tǒng)性能。如果因硬件系統(tǒng)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，則需要及時更換硬件設(shè)施，根據(jù)原始的硬件參數(shù)型號，選擇與系統(tǒng)兼容性較好的硬件進(jìn)行更換。DCS自控儀表系統(tǒng)在運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)故障問題，通常會直接反饋到系統(tǒng)之中，相關(guān)人員可以直接了解故障因素和故障原因，對其進(jìn)行解決，如果是無法預(yù)警和反饋的故障，則需要對系統(tǒng)進(jìn)行全方位的排查，并通過模擬試驗(yàn)的方式判斷維修方法是否科學(xué)。

4 DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行管理措施應(yīng)用

DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行管理應(yīng)著重對環(huán)境、設(shè)備、程序、接地等進(jìn)行管理。環(huán)境會對儀表系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響，設(shè)備之間的兼容性和拓展性會影響到儀表系統(tǒng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)性，程序是影響自動化控制功能的核心關(guān)鍵，接地是避免外界因素對系統(tǒng)產(chǎn)生影響的關(guān)鍵。因此，在DCS自控儀表系統(tǒng)管理過程中，應(yīng)將上述內(nèi)容作為管理的重點(diǎn)。

4.1 控制室環(huán)境

控制室的環(huán)境會對DCS自控儀表系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生相應(yīng)的影響。DCS自控儀表所處的環(huán)境通常比較差，日常管理措施的應(yīng)用應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，將系統(tǒng)置于良好的環(huán)境之中，減少外在環(huán)境對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。環(huán)境因素包括溫度、濕度、粉塵等，控制室的環(huán)境控制在溫度調(diào)節(jié)上可以采用降溫裝置、冷卻系統(tǒng)，避免因溫度過高導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行受到相應(yīng)的影響。粉塵控制則需要做好控制室內(nèi)的日常清潔工作，定期對粉塵進(jìn)行處理。濕度過高會導(dǎo)致相關(guān)硬件受到一定的損傷，合理的對空氣中的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以保障系統(tǒng)設(shè)備不易出現(xiàn)老化。因此，在進(jìn)行DCS自控儀表系統(tǒng)的管理過程中，應(yīng)做好控制室內(nèi)的日常通風(fēng)工作。例如，某生產(chǎn)單位使用DCS自控儀表系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)控制，并在機(jī)柜內(nèi)安裝散熱系統(tǒng)，同時安裝溫度采集裝置，如果溫度過高則預(yù)警系統(tǒng)會啟動，并通過控制指令啟動散熱裝置，降低硬件設(shè)備的溫度。DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行對環(huán)境的要求比較高，控制中心應(yīng)安置在距離磁場比較遠(yuǎn)的位置，并避免在噪音較大的場所進(jìn)行作業(yè)，纜口位置也要科學(xué)封閉，切實(shí)保障DCS自控儀表系統(tǒng)控制環(huán)境良好。

4.2 合理選擇設(shè)備型號

不同型號設(shè)備之間的兼容性是否良好是關(guān)鍵，其對于DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性會產(chǎn)生相應(yīng)的影響。根據(jù)機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)切實(shí)調(diào)整DCS自控儀表系統(tǒng)參數(shù)，具體內(nèi)容如下：一是在日常管理中按照運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行操作系統(tǒng)的選擇。操控系統(tǒng)為軟件系統(tǒng)，運(yùn)行是否穩(wěn)定、科學(xué)十分關(guān)鍵。通常情況下，運(yùn)行一段時間后的控制系統(tǒng)多具有一定的可靠性，可進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。二是控制系統(tǒng)中硬件設(shè)備質(zhì)量需要符合標(biāo)準(zhǔn)，盡可能在設(shè)備結(jié)構(gòu)連接過程中選擇即插即用的設(shè)備。在日常管理中也要判斷硬件設(shè)備的儲存和運(yùn)轉(zhuǎn)功能是否良好。三是選擇兼容性和可拓展性良好的設(shè)備，并對其整體結(jié)構(gòu)和局部布置進(jìn)行優(yōu)化。技術(shù)人員可使用冗余技術(shù)，對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信和控制器進(jìn)行功能優(yōu)化，使得兩者可以合理切換。在對DCS自控儀表系統(tǒng)進(jìn)行管理的過程中，應(yīng)切實(shí)將協(xié)調(diào)性、兼容性、可拓展性作為管理的重要內(nèi)容。軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的優(yōu)化是管理關(guān)鍵，通過人機(jī)交互的手段可以快速了解各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否兼容，是否可以滿足控制要求，效率是否可以得到保障，通過控制面板可以對其進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化。

4.3 優(yōu)化系統(tǒng)程序調(diào)試

在對DCS自控儀表進(jìn)行管理的過程中，應(yīng)注重系統(tǒng)的程序調(diào)試，使其處于最優(yōu)的組態(tài)程序之中，實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的協(xié)調(diào)性。DCS自控儀表系統(tǒng)在運(yùn)行過程中具備一定的保護(hù)功能，其可以防止其他人員攻擊或者盜取信息，實(shí)現(xiàn)軟件與硬件的協(xié)調(diào)可以保障系統(tǒng)機(jī)組運(yùn)行的安全性。在進(jìn)行軟件系統(tǒng)程序調(diào)試的過程中，為切實(shí)保障控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，采用三取二的保護(hù)機(jī)制，確保設(shè)備處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。通過程序設(shè)計和調(diào)試的方式可以有效預(yù)防系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的模擬量和開關(guān)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，將兩者進(jìn)行有效結(jié)合，對其進(jìn)行控制。在每次系統(tǒng)啟動或者更新后，需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要對其進(jìn)行調(diào)試，采用黑盒測試、白盒測試的方法判斷系統(tǒng)的兼容性、可拓展性是否良好。

4.4 完善接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)是保障系統(tǒng)運(yùn)行安全的重要舉措，并可以提高DCS自控儀表系統(tǒng)運(yùn)行過程中的抗干擾能力。良好的接地系統(tǒng)安裝和管理是DCS自控儀表系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。對系統(tǒng)的接地情況進(jìn)行檢查，除中心控制系統(tǒng)之外，也要對儀表系統(tǒng)連接的電氣設(shè)備進(jìn)行接地，并對機(jī)房屏蔽和機(jī)房內(nèi)的相關(guān)設(shè)備靜電接地。相關(guān)人員應(yīng)檢查接地是否良好，相關(guān)設(shè)備是否處于科學(xué)接地的狀態(tài)，以保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

綜上所述，DCS自控儀表系統(tǒng)應(yīng)用受環(huán)境因素、設(shè)備型號、程序編碼和接地系統(tǒng)等因素影響。相關(guān)人員應(yīng)注重儀表的日常管理和維護(hù)，對儀表系統(tǒng)進(jìn)行日常測量，觀察儀表系統(tǒng)日常運(yùn)行狀態(tài)，并通過環(huán)境控制、程序調(diào)試、型號優(yōu)化、系統(tǒng)完善等方法，切實(shí)保障DCS自控儀表系統(tǒng)應(yīng)用的科學(xué)性、有效性，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)過程的安全、高效。