冯丽
[摘 要]本文根据我公司各机组DCS控制系统的运行情况，针对各种故障现象的表现以及多年来的维护经验，提出了对DCS控制系统进行“预防”管理的理念，具体分析这些故障产生的原因，分门别类制定相应的对策进行管理，将有可能产生这些故障的各种因素在日常维护及系统大修时有目的的消除，进行有效地故障预防，经过实践证明取得了较好的效果。
[关键词]DCS控制系统 预防 故障处理 维护 稳定
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0378-01
一、引言
DCS系统即分布式控制系统，其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种控制技术。分布式操作系统的构成：作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。
二、系统现状
目前我厂5台在运机组已经全部实现了DCS自动控制系统，其中：1#3#机使用的是山东省纺织设计院的提供的DCS系统，组态软件使用的是FIX6.0系统，控制器采用的是西门子S7-300PLC，实现了机组运行参数的可靠显示、声光报警、故障保护停车等功能。4#5#机炉DCS系统使用的是山东鲁能控制工程有限公司的ln2000控制系统，这套系统是由鲁能控制公司研发和推广使用的，可靠、稳定的实现了数据库系统、自控控制逻辑组态系统、数据显示画面、历史数据查询、故障顺序记录等所有重要功能。6#机炉DCS系统使用的是济南鲁纺仪佳自控技术有限公司提供的北京国电智深EDPF-2000NT系统，实现了数据库系统、自控控制逻辑组态系统、数据显示画面、历史数据查询等功能。我们在1月份对这5台机组的运行故障情况进行了详细的统计和记录，从统计数据数据看出，DCS控制系统的设备故障率最高曾经达到0.56%，平均故障率达到0.4%。随着控制系统规模的不断扩大和使用时间的延長，控制系统的各种问题已逐渐凸现出来。比较典型的故障有以下几种：各种通讯故障、无故退出监控画面、组态文件丢失等，给生产造成了种种较大的损失，最严重的一次组态文件丢失故障造成5#机组4台凝结泵无法进行基本的启停控制，差点造成5#机组停机。
三、确定方案
针对各种故障现象的表现以及多年来的维护经验，我们对DCS控制系统的维护郑重提出了“预防”的管理理念，并紧紧围绕这一系统管理理念开展具体工作。
四、方案目标
1.方案目标：有效控制DCS系统日常运行中的各种故障
2.目标值量化：使故障率由0.4%降到0.1%
五、方案的实施
（一）故障原因分析
1.无故退出监控画面故障分析：
原因一：由于软硬件之间的兼容性等问题，系统物理内存及虚拟内存经过长时间的运行以后，造成内存空间占用的不断增大，导致内存空间不足，系统退出。
原因二：系统盘空间较小，长时间运行产生磁盘碎片较多，造成文件读取时间增加，进而造成监控系统的退出。
原因三：操作人员非法操作（该控制系统规定：翻页操作之间的时间间隔不得少于10秒，但是在实际生产中不可能完全杜绝此类现象的发生）。
原因四：环境温度过高、湿度过大
其中原因一、原因二为主要原因。
2、组态文件丢失故障分析
原因一：控制系统一方面由电源箱输出5vdc和24vdc卡件工作用直流电源
原因二：主控卡采用锂电池进行后备供电，防止掉电后组态文件的丢失。由于控制站运行时间已有六年，后备锂电池已经失效，一旦电源箱供电出现问题，就有可能造成组态数据丢失的故障发生。
3、通讯故障原因分析
原因：共享式以太网存在的问题是所有用户共享带宽，每一个用户的实际可用带宽随网络用户的增加而递减，在网络负荷较重的情况下经常出现数据冲突的问题，造成数据阻塞，已经严重威胁到整个控制系统的运行安全。
4、病毒感染原因分析
原因一：控制室工控机使用不规范，随意使用外来U盘或者手机等移动设备，造成控制电脑被病毒感染。
原因二：控制电脑定期杀毒机制不完善，不能及时发现并清除感染的病毒。
原因三：使用的杀毒软件不是正版软件或者病毒库更新不及时。
（二）方案实施
1、无故退出监控画面故障的解决方案
第一、每隔2～3个月进行一次操作站除尘，通过有计划的除尘检修，一方面可以保持操作站的硬件清洁，降低硬件故障率；另一方面可以使长期运行的内存、硬盘等进行数据复位，降低系统运行风险。
第二、同时清扫操作站时利用系统自带的磁盘碎片整理程序进行磁盘整理，消除碎片。
第三、对操作工进行培训，了解相关的操作知识。
第四、定期改变组态文件存放分区，防止硬盘因系统对某一分区长期进行读写造成硬盘损坏，事实上绝大多数硬盘的损坏也正是由于这个原因造成的，经过此法改动后，大大延长了硬盘的使用寿命。
第五、利用ghost软件进行系统克隆，并定期恢复。
2、组态文件丢失故障解决方案
第一、定期检查更换后备锂电池。
第二、利用系统大修时间，制定各种技利用系统大修时间，制定各种技术措施全面进行供电系统的监测和检修术措施全面进行供电系统的监测和检修。
3、通讯故障解决方案
第一、升级DPU硬件通讯卡。
第二、升级DCS通讯网络交换机。
第三、升级DCS软件通讯协议。
4、防止病毒感染
工控系统特别脆弱，一旦病毒侵入，将会造成无可挽回的损失。针对这种情况，分别制定相应措施，保证万无一失。
第一、禁止使用u盘等与控制系统之间进行数据交换；购买刻录机，规定控制系统与外界的数据交换一律通过刻录机刻录进行，并且必须保证数据的单向传输，即控制系统可以根据生产的需要向外界拷贝数据，但是外界的数据（不包括必要的正版软件）不允许进入控制系统；
第二、购买正版防病毒软件。
第三、每季度进行一次病毒查杀，彻底防止病毒进入控制系统。
六、方案效果检验
经过对DCS控制系统的全面“预防”性管理后，我们在4月份对5台机组的DCS系统运行状态进行效果检验，统计数据如下：
1、没有发生无故退出监控画面的故障。
2、没有发生控制单元无法操作控制现象。
3、没有发生数据无法刷新故障现象。
4、通过软件检查，电脑系统无病毒存在。
七、结论
新维护方案的实施后，DCS控制系统进入了一个全新的稳定运行状态，通过系统连续一个月的试运行，DCS控制系统的常见故障发生率基本为0，与之前的月平均故障率0.4%相比较，达到了预期的效果。按照1月份的DCS故障时间计算，共减少了11小时的故障解决时间，每月节省1966元（节省人工费用+节约维护费用），年经济效益为：23592元。endprint
