在dcs系統(tǒng)中,采用了許多提高可靠性的技術(shù)措施。這些技術(shù)措施是建立在以下四種基本思想上的:
①使系統(tǒng)本身不易發(fā)生故障,即所謂的故障預防。
②在系統(tǒng)發(fā)生故障時盡可能減少故障所造成的影響,即所謂的故障保安和故障弱化。
③當系統(tǒng)發(fā)生故障時,能夠讓系統(tǒng)繼續(xù)運行,即所謂的故障容錯。
④當系統(tǒng)發(fā)生故障時,可以在不停止系統(tǒng)運行的情況下進行維修,即所謂的在線維修。
基于這四種基本思想,dcs系統(tǒng)中采用了各種各樣的可靠性措施降低事故的發(fā)生及所造成的損失。
1、質(zhì)量管理和提高系統(tǒng)硬件水平
為了實現(xiàn)dcs系統(tǒng)的硬件可靠,dcs系統(tǒng)的制造商采取了一系列提高硬件質(zhì)量的措施,如對元器件進行嚴格的篩選、老化元器件的降額使用、充分考慮到參數(shù)變化的影響、采用低功耗元件、采用噪聲抑制技術(shù)等。
2、dcs系統(tǒng)現(xiàn)場設計的可靠性措施
dcs出現(xiàn)問題后,將會有無法操作、無法監(jiān)視等造成設備失控的情況出現(xiàn)。輕者出現(xiàn)設備停運影響經(jīng)濟效益,重者危及人身和設備的安全。所以在設計中一定要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況認真的考慮系統(tǒng)以下幾點可靠性:
(1)電源系統(tǒng)
dcs系統(tǒng)的供電系統(tǒng)是其運行的基礎,電源負荷不要超過60%,以免電源高負荷運行。同時要考慮用高品質(zhì)的電源,一般采用ups電源,采用兩臺ups互為備用最好,一臺出現(xiàn)故障后備用機能夠無擾切換,提高電源的可靠性。ups輸入電源不要采用電氣的同一母線,要根據(jù)電氣廠用接線取可靠性高的不同母線段電源,這樣保證電氣一段母線出現(xiàn)問題后不會影響dcs系統(tǒng)的電源。
dcs電源系統(tǒng)(ups、電源柜等)在現(xiàn)場安裝時要安裝在滿足無塵、無振動、防腐等要求的電子設備間內(nèi),同時安裝完畢通電前把電纜孔封堵,以防泄漏蒸汽從電纜孔進入電源系統(tǒng)造成電源短路。在dcs電源上電后,要在ups、電源柜等設備上掛“設備帶電運行禁止操作”標識牌,更不準可以在dcs電源系統(tǒng)上接入與dcs系統(tǒng)無關(guān)的負載,如檢修電源、檢修照明、充電設備、空調(diào)等。
(2)冗余系統(tǒng)
現(xiàn)場考慮人們有必要對重要的i/o模塊進行冗余,同時考慮操作員站的n:1冗余結(jié)構(gòu),這樣避免由于卡件或操作員站出現(xiàn)硬件故障造成設備停運。
(3)采用后備措施
①手動后備
對于重要的控制回路,可以采用手動后備的方法來提高可靠性。一旦自動控制失靈,用手動操作站直接進行操作,在這種情況下,手動操作站直接輸出4~20ma或1~5v的模擬量信號去控制執(zhí)行機構(gòu)或直接接地進行設備的操作,可以手動控制生產(chǎn)過程。
②自動后備
自動后備是采用冗余的方式設置另外一套或幾套備用控制裝置。當處于運行狀態(tài)的自動控制裝置發(fā)生故障時,備用控制裝置自動投入,維持系統(tǒng)的自動控制。自動后備是冗余系統(tǒng)的一種形式,冗余有主控單元冗余、電源系統(tǒng)冗余、網(wǎng)絡冗余、i/o模塊冗余、操作員站冗余、服務器冗余等。運行設備出現(xiàn)故障時,熱備設備會自動無擾的運行,同時不影響對故障設備的檢修。
3、使系統(tǒng)故障時處于安全狀態(tài)
dcs系統(tǒng)本身在工作中不斷地進行在線故障檢測,一旦發(fā)現(xiàn)故障,就將故障設備與系統(tǒng)隔離,使它不至于影響其他設備的正常運行。故障出現(xiàn)后同時會發(fā)出聲光報警,維護人員根據(jù)報警的提示進行分析故障原因并盡快的處理故障,避免故障擴大。在處理過程中要做好現(xiàn)場的技術(shù)措施,不要輕易重啟cpu,以免對設備造成擾動。
如果需要重啟cpu,需要與操作人員配合做好預防措施,一般dcs在cpu復位時會對模擬量輸出信號進行復位,這樣可以對執(zhí)行器和變頻器采用手動切換控制方式,執(zhí)行器也可以采用斷電方式或?qū)⒛M量輸出卡件拔掉方式(執(zhí)行器具有斷信號保持功能),系統(tǒng)正常后將信號加到正常值后再給執(zhí)行器上電和插卡件。但是一定要根據(jù)dcs本身的特點進行,有的設計中有開關(guān)量安全輸出(開、關(guān)、保持等),如果用戶在組態(tài)時選的安全輸出是開,那當重啟cpu后開關(guān)量會發(fā)出開的指令。