化工企業(yè)DCS故障原因及其維護(hù)措施

高 揚(yáng)

(大化集團(tuán)大連碳化工有限公司，遼寧大連 116600)

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化工企業(yè)DCS故障原因及其維護(hù)措施

高 揚(yáng)

(大化集團(tuán)大連碳化工有限公司，遼寧大連 116600)

隨著社會(huì)科技化進(jìn)程的不斷加快,各個(gè)領(lǐng)域在不斷實(shí)現(xiàn)自我創(chuàng)新,自我超越，追求卓越成就的同時(shí)，自然而然會(huì)忽視發(fā)展中所存在的問(wèn)題和弊端，比如由于社會(huì)發(fā)展的需要，目前DCS監(jiān)控系統(tǒng)成了各大企業(yè)必不可少的管理系統(tǒng)之一，與此同時(shí)，在DCS系統(tǒng)的運(yùn)用上就出現(xiàn)了很多漏洞，如果不采取一些有效措施進(jìn)行積極的改善和維護(hù)，那么將使得DCS系統(tǒng)無(wú)法真正發(fā)揮出應(yīng)有的效能。

化工企業(yè);DCS系統(tǒng);故障分析;維護(hù)措施

就目前的發(fā)展形勢(shì)而言，DCS系統(tǒng)應(yīng)用極為廣泛，尤其是在化工領(lǐng)域，用于對(duì)各種危險(xiǎn)試劑、化工材料等易燃易爆物品的監(jiān)控，對(duì)化工工廠的安全方面起到了至關(guān)重要的作用。然而，在化工企業(yè)大力推崇DCS系統(tǒng)的同時(shí)，也暴露出了對(duì)于系統(tǒng)本身存在的諸多問(wèn)題與弊端，比如說(shuō)系統(tǒng)故障這一問(wèn)題，如不及時(shí)進(jìn)行查找和改進(jìn)，那么不但會(huì)影響DCS的監(jiān)控性能，而且化工企業(yè)自身安全也得不到可靠的保障。

1 DCS系統(tǒng)在化工企業(yè)中的概述

關(guān)于DCS系統(tǒng)，大多數(shù)人可能對(duì)它處于一種聞所未聞的認(rèn)識(shí)層面，以至于它在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用得不到實(shí)質(zhì)性的發(fā)揮，甚至是在某種程度上會(huì)影響到安全生產(chǎn)等問(wèn)題。因此，只有對(duì)DCS系統(tǒng)有一個(gè)準(zhǔn)確的了解和掌握,才能更加有助于DCS系統(tǒng)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用.

1.1 DCS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

DCS系統(tǒng)稱為集散控制系統(tǒng)，是一個(gè)以計(jì)算機(jī)為核心，通過(guò)微處理器接收信號(hào)的方式，結(jié)合控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)等特點(diǎn)設(shè)計(jì)出來(lái)的新型儀表控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，硬件系統(tǒng)中DCS級(jí)和控制管理級(jí)是組成DCS的兩個(gè)最基本的環(huán)節(jié)。近些年來(lái)，DCS關(guān)聯(lián)領(lǐng)域也有了許多新進(jìn)展，特別是在電力、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。

1.2 DCS系統(tǒng)對(duì)化工企業(yè)的重要性

根據(jù)對(duì)化工企業(yè)的了解，化工企業(yè)主要是以加工工藝作為主要生產(chǎn)目標(biāo)，其中包括燃料提純、勾兌、深處理等一系列化工原料加工的工序，當(dāng)前大多數(shù)化工企業(yè)采用的都是DCS系統(tǒng)作為工藝生產(chǎn)監(jiān)控的重要組成部分，DCS系統(tǒng)的好壞不僅僅關(guān)乎著化工生產(chǎn)的效率與穩(wěn)定，更時(shí)刻與生命財(cái)產(chǎn)安全緊密相連。一旦DCS系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會(huì)直接影響著整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)營(yíng)狀況，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)程序癱瘓。因此，只有保證DCS系統(tǒng)平穩(wěn)有序的運(yùn)行，才能使得化工生產(chǎn)得到一個(gè)良好的運(yùn)作基礎(chǔ)，才能成為化工企業(yè)生產(chǎn)線上的可靠保障。

2化工企業(yè)中DCS系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

DCS系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的同時(shí)，自然而然少不了會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題或者是故障，尤其對(duì)于化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，可能稍有操作不慎，就對(duì)DCS系統(tǒng)造成很大影響。為此，經(jīng)過(guò)對(duì)化工企業(yè)中DCS系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析研究，大致歸納了以下幾點(diǎn)。

2.1 系統(tǒng)運(yùn)行故障

2.1.1 UPS故障

2013年4月，某化工備煤車(chē)間發(fā)生運(yùn)行停產(chǎn)事故，事后查明，導(dǎo)致停產(chǎn)的原因是由于DCS系統(tǒng)中的UPS出現(xiàn)故障，直接導(dǎo)致電力供應(yīng)不良，系統(tǒng)因?yàn)槭タ煽啃噪娫?，致使系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，幸好反應(yīng)及時(shí)，沒(méi)有造成更大的生產(chǎn)事故。

2.1.2 模塊故障

模塊作為DCS系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵響應(yīng)裝置，起著非常重要的作用，然而由于模塊所引發(fā)DCS系統(tǒng)故障的時(shí)間也不在少數(shù)。2013年10月，某制油加工企業(yè)，在制油6.6T/d實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過(guò)程中，突然DCS系統(tǒng)的加氫裝置發(fā)生報(bào)警，一號(hào)反應(yīng)器所表現(xiàn)溫度數(shù)值無(wú)法顯示，其余正常運(yùn)行。后經(jīng)技術(shù)人員檢查，發(fā)現(xiàn)一號(hào)反應(yīng)器中的模塊組態(tài)出現(xiàn)異常，所以導(dǎo)致DCS系統(tǒng)異常報(bào)警，之后又重新對(duì)模塊組態(tài)進(jìn)行了備份，系統(tǒng)又再次恢復(fù)運(yùn)行。

2.1.3 內(nèi)部灰塵積壓

對(duì)于大型的DCS操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般都會(huì)建立一個(gè)單獨(dú)的控制空間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的管理，這樣一來(lái)就很容易導(dǎo)致系統(tǒng)操作站長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人清理，灰塵積壓，最后系統(tǒng)功能異常現(xiàn)象發(fā)生，這也需要引起大家的廣泛關(guān)注。2012年11月，某企業(yè)液化加氫車(chē)間內(nèi)，在進(jìn)行加氫操作的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其中一臺(tái)DCS操作站畫(huà)面上所顯示的數(shù)據(jù)不發(fā)生變化，但是其他操作保持正常，經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)一番檢查之后，發(fā)現(xiàn)故障原因是由于電腦機(jī)箱內(nèi)部堆積雜物過(guò)多，致使系統(tǒng)反應(yīng)失靈，之后對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)施清理后，系統(tǒng)正常運(yùn)作起來(lái)。

2.2 零部件故障

DCS系統(tǒng)不只是有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，其實(shí)它也是由其他零散的小部件組合而成的，因此由于零部件問(wèn)題引起的系統(tǒng)故障也是時(shí)有發(fā)生的。比如說(shuō)在進(jìn)行6.6 t/d煉油實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程中，在使用幾年后，會(huì)發(fā)現(xiàn)DCS系統(tǒng)故障頻發(fā)、操作站的故障率突出等現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)對(duì)操作站進(jìn)行改造，系統(tǒng)又進(jìn)入到了正常的運(yùn)作狀態(tài)，這就屬于典型的由于零部件原因所導(dǎo)致的系統(tǒng)故障現(xiàn)象。再比如系統(tǒng)使用的電源部件發(fā)熱量較大、繼電器動(dòng)作頻繁、顯示器、硬盤(pán)等屬于壽命周期短容易損壞的部件，這些都應(yīng)該引起技術(shù)人員的注意。

3化工企業(yè)中DCS系統(tǒng)故障解決措施

經(jīng)過(guò)上面的敘述，對(duì)于DCS系統(tǒng)的故障原因已經(jīng)有的了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，為了使得系統(tǒng)更加合理、高效的被應(yīng)用于化工領(lǐng)域，那么就應(yīng)該采取一些適當(dāng)?shù)氖侄位蛘叻椒▽?duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和改進(jìn)，這樣才能讓DCS系統(tǒng)在化工企業(yè)中發(fā)揮出更大的作用。

3.1 日常維護(hù)

對(duì)于DCS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，做好日常的維護(hù)工作是尤為關(guān)鍵的，由于它的本身具有很多特殊的性質(zhì)，所以只有經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行有效的檢查和維修，才能保證系統(tǒng)平穩(wěn)正常的運(yùn)行，也就為化工企業(yè)的生產(chǎn)提供了有力的系統(tǒng)保障，由此，日常維護(hù)就要做到以下幾點(diǎn)：①完善DCS系統(tǒng)管理體系，健全DCS管理制度，加強(qiáng)技術(shù)人員素質(zhì)培養(yǎng)，組織技能培訓(xùn)；②DCS系統(tǒng)在運(yùn)行中對(duì)于溫度也有嚴(yán)格的要求，在空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，要保證室內(nèi)溫度變化范圍在+5 ℃到-5 ℃之間，這樣會(huì)避免由于溫度變化大導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生凝露現(xiàn)象；③要與強(qiáng)磁場(chǎng)相隔離，避免發(fā)生干擾，特別是移動(dòng)設(shè)備的操作站、顯示器等運(yùn)行系統(tǒng)，會(huì)直接對(duì)DCS系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)干擾；④做好日常的清理工作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和控制室做相應(yīng)的隔離保護(hù)措施，并且定期進(jìn)行清掃，防止粉塵對(duì)元件運(yùn)行及散熱產(chǎn)生不良影響；⑤系統(tǒng)通電后,通信接頭不能與機(jī)柜等導(dǎo)電體相碰,互為冗余的通信線、通信接頭不能碰在一起，以免燒壞通信網(wǎng)卡。

3.2 預(yù)防維護(hù)

為了避免由于零部件或是灰塵等其他外界因素導(dǎo)致DCS系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，那么對(duì)于DCS系統(tǒng)的提前預(yù)防與檢查就顯得尤為重要。DCS系統(tǒng)屬于常用監(jiān)控系統(tǒng)之一，在化工企業(yè)中無(wú)時(shí)無(wú)刻都會(huì)得到利用，因此就要制定合理的、有序的維護(hù)方案與手段，對(duì)運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行器件及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和更換，掌握系統(tǒng)的運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息與動(dòng)態(tài)，達(dá)到消除故障隱患的效果。另外，還要不定期的對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行大修，DCS系統(tǒng)大修主要包括兩方面：第一，系統(tǒng)冗余測(cè)試，這一測(cè)試主要是針對(duì)冗余電源、服務(wù)器、控制器等比較關(guān)鍵的控制裝置進(jìn)行的系統(tǒng)性測(cè)試，同時(shí)還要以停電的方式，對(duì)操作站、控制站實(shí)行檢查；第二，系統(tǒng)供電線路檢修，在對(duì)大裝置進(jìn)行排查之后，就要對(duì)用電線路進(jìn)行逐一檢查，并對(duì)UPS進(jìn)行供電能力測(cè)試和實(shí)施放電操作。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，隨著科技化步伐的不斷加快，各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)愈加依賴于自動(dòng)化系統(tǒng)的配合與使用，特別是在DCS系統(tǒng)的應(yīng)用上，就顯得更為突出，但是在追求卓越的成績(jī)的同時(shí)，DCS系統(tǒng)本身又暴露出了許多弊端，比如說(shuō)故障頻發(fā)、誤報(bào)警等問(wèn)題隨處可見(jiàn)，這就引起大家的廣泛關(guān)注，只有將DCS系統(tǒng)存在的問(wèn)題、缺點(diǎn)給予及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與改進(jìn)，才能使得系統(tǒng)在發(fā)展中不斷得完善和開(kāi)拓，最終在各領(lǐng)域中發(fā)揮出自己應(yīng)有的效能。

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