DCS系统常见故障及对策，言简意赅一读就懂

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DCS系统就是分散控制系统，它是结合了计算机、显示、通信、连续监测、报警、可编程控制的现代高科技技术，功能全面，操作便捷，组态灵活，稳定可靠。实践证明，DCS系统应用于大中型生产企业，不但有助于日常生产维护和可靠稳定运行，另外还能为企业节省开支，从而降低成本，提高企业核心竞争力。

1.1 通信故障

DCS系统网络拓扑方式以及采用的通信协议多种多样，但就市场上不同品牌的DCS系统在网络组织架构上大多都分了两个层级：其一面向中央处理器以及其下的拓展分站(下位机)，其二则是人机界面，诸如操作员、服务器、操作员站的各种站点(上位机)。通信故障通常表现为这样几种形式：系统死机、脱网、通讯中断等等。造成通讯故障的原因，常见的有以下三种：首先，DCS系统通信功能的运行大都是通过一个节点向另一个节点问询数据完成的，如果另一个节点没有该数据，它会一遍又一遍询问，直至读取数据，倘若网上并无此数据，网络就会被堵塞，通信就无法正常进行。其次，DCS组态欠缺，其应用软件伴随着科技的发展一直在增加，但实际上并没有和I/O点连接起来，因而CPU在读取数据过程中，即使读取了数据，但有效的也很少，这就给CPU带来了相当大的负荷，很容易造成网络被堵塞。最后，网络通信介质出问题、硬件升级驱动程序跟不上、运行环境温度过高等等因素都可能给通信造成阻碍。

1.2 硬件故障

硬件故障一般表现在过程控制层中，主要是整个系统中的模块，尤其是I/O受到了损伤。硬件故障表现会十分明显，所以比较容易察觉，它带来的影响通常只是局部的，像参数显示不变化就是硬件受损的表现。硬件受损多由于使用不恰当或者是使用时间太长导致原件老化所致。倘若DCS周边环境多尘、高温，会严重缩短其使用寿命，考虑到这一点，在安装DCS控制系统之前，最好保证土建、装修工程已经完工，倘或是在夏天，还要注意及时开启空调，或者在对DCS系统产品进行选型时针对复杂环境应重点考虑防护等级的问题。目前市场上很多品牌的DCS产品都已经开发了硬件的自诊断功能，可以直接在上位机上反映出出现问题的硬件所在位置，还可具体到哪一个通道出现故障，也对排除硬件故障带来了很多便利。

除了通道故障，硬件故障中也存在人机接口故障，人机接口故障具体表现有：鼠标无法正常操作，因为失效，所以操作人员使用非常不方便，造成这一状况的原因，可能是USB接口不稳定，也可能是计算机主板有问题。死机可能是因为DCS系统软件本身存在缺陷，也可能是因为CPU负荷太大所致，当这种情况发生的时候，要耐心分析其原因。功能键盘操作失灵，有时候会出现按键接触不良的情况，这时候键盘操作就不正常了。

1.3 软件故障

软件故障通常都是由DCS系统本身缺陷所造成，大都出现在DCS软件升级阶段初期。软件是DCS系统最复杂的一个部分，程序复杂，组态工作者多是交叉作业，如此一来，一旦沟通不到位，就会出现漏洞，软件错误就不可避免。DCS系统软件修改需要严格遵照规定执行，同时针对修改进行备份，如遇数据丢失，就可以借助备份进行修复。软件故障主要有以下三种：主CPU和从CPU的组态信息不相一致，致使CPU无法完成初始化;网络通讯压力过大，造成系统混乱;某元件更新后，相关的参数没有相应改变。

1.4 电源故障

电源故障会直接导致DCS系统控件功能失灵，停止运作，造成经济损失，控制电源不夸张地说就是DCS系统的“生命线”。一些尤其重要的电源如果发生故障，就会直接影响到保护逻辑以及其他控制逻辑有序稳定的工作，甚至会导致一些连锁关系的驱动元件误动作，造成严重生产事故。电源常见故障有：(1)接线头压接不牢或者接插不稳，出现接触不良状况;(2)CPU出现问题或者是保险配置不合理，使电源被切断;(3)电源线布线缺乏科学性，与那些有着强烈磁干扰的设施距离过近;(4)种种原因导致模件损伤。

2 预防措施

2.1 抗信号干扰

即使是轻微的信号干扰，也可能造成通信故障，影响系统工作，引发系统瘫痪，或者信号干扰直接干扰到进DCS的信号，从而产生误动作等等都会带来巨大损失，如何更好地抗信号干扰，可以预防采取这样一些措施：第一，在粉刷中央控制室四周的墙壁之前，有必要安装一层密集的钢丝网，接着再与PE接地系统相互连接起来，这样就可以有效避免强电磁场巨大的干扰。第二，动力设备最好不用串联的方式让它们接地，尽可能地让动力设备与接地线保持距离。第三，采用双回路冗余电源系统为DCS供电，始终保持UPS一直供电不间隔，提高电源、电路的总体抗干扰水平。第四，所有模拟量信号进DCS系统都必须用屏蔽电缆连接，屏蔽层需专门做好屏蔽接地，其对地电阻必须在1Ω以下。第五，尽可能屏蔽DCS系统周围的无线电。

2.2 UPS电源维护

定时借助红外线测温仪测量关键接线端子的实际温度，同时予以详细记录，如果有升温，要格外留心;借助万用表对电源电压进行测量，记录数据，如有波动，要格外留心;DCS系统检修或者停机阶段，及时进行切换实验，监测冗余CPU能否自动切换并处于正常工作状态;检查I/O模件，一些老化和腐蚀的电气连接件要及时更换;严格遵照电池使用规则进行充电或者是放电;对风扇进行检查，必要时进行清理，使风道能够畅通无阻。

2.3 DCS软、硬件系统运行和管理

2.3.1 运行管理。所谓的运行管理就是指日常巡检、软件管理、备件管理等等。软件是DCS系统的核心，程序复杂，其组态和修改都必须依照规定执行，同时备份修改信息，防止因数据丢失所引起的故障;倘若遭遇DCS装置出现问题，需要用备件进行替换，安装使用之前，一定要对其功能有一个全面测试，避免整个系统故障再次发生。

2.3.2 检修管理。检修管理重视检修工艺和检修程序，为了使DCS系统的稳定运行质量有所保障，能够长时间正常作业，必须定时定期进行大检修，例如软件备份、清扫电源、零部件清洁等等。

伴随着科技的发展，DCS控制系统日臻成熟完善，并越来越广泛地应用到各个工业生产领域，成为其中不可或缺的自控设备，DCS强大的功能，为工业生产带来了巨大的经济效益。

转载--DCS一般故障维修作业指导书

某厂DCS一般故障维修作业指导书

DCS担负着公司的主要生产任务，是仪表维护的重点设备，为了保证这些仪表设备的安全运行及出现故障后能迅速有效的进行维修特制定此DCS故障作业指导书。

一：操作站故障

操作站作为人机接口，是操作人员对生产现场进行监控的主要设备，是人为操作最频繁的部分，也是最容易出现问题的地方。

1、操作站硬件故障： 操作站硬件故障主要指计算机硬件故障，包括主机、显示器、鼠标和键盘等外围设备，检修时主要根据故障现象，采取替换法和排除法。具体步骤如下：

A、做好DCS软件系统软件和组态文件的备份；

B、观察DCS操作站显示故障信息或现象，初步判断故障所在；

C、关闭计算机和显示器电源，并拔掉电源或空气开关；

D、带防静电手套，更换故障硬件；

E、打开电源，启动计算机，判断是否恢复正常；

F、如处理正常，DCS操作站投用，并观察24小时，如还没有正常，继续执行以上步骤，直到找到故障原因并处理。

2、操作站软件故障： 操作站软件故障主要有操作系统软件故障和DCS系统软件故障，这类故障是最易发生，也是经常要处理的，具体处理步骤如下：

A、做好DCS系统软件和组态文件的备份；

B、准备好操作系统软件，硬件驱动软件（包括显卡、声卡、网卡、鼠标等），DCS系统软件；

C、重启计算机，看能不能恢复正常，大部分的问题都可以恢复正常；

D、如没有恢复正常，判断是操作系统的原因还是DCS软件的原因，根据需要重新安装相应的软件，特别要指出的是安装时必须按安装说明书的步骤进行安装，并要满足软件的安装要求，比如操作系统需要打到补丁多少版本等；

E、恢复组态文件到DCS操作站，并启动操作站，观察24小时。

二：控制站故障

控制站是直接参与控制的核心部件，主要故障有控制器故障，I/O卡件故障，通道故障，电源故障。

1、控制器故障

DCS控制器是控制站的核心，一般是带冗余的，如果控制器出现故障，将导致整个控制站不可用，出现故障后处理过程如下：

A、联系工艺人员作好停车处理方案；

B、准备好要更换的控制器；

C、作好组态数据的备份；

D、戴好防静电手套；

E、拔出坏了的控制器，换上好的控制器；

F、上装组态好的数据；

G、作好主控制器与冗余控制器数据的同步。

2、I/O卡件的故障

I/O卡件故障包括I/O处理卡和端子板故障，处理步骤：

A、联系工艺人员把与这个故障卡件有关的仪表切出去，改现场手动控制；

B、查找故障发生在哪里，是I/O处理卡故障、端子故障还是它们之间的连接排线故障；

C、准备好相应的配件；

D、戴好防静电手套；

E、更换卡件；

F、观察卡件运行情况，如没有问题，联系工艺人员投用仪表回路。

3、 通道故障

通道故障产生的原因主要是现场强电进入，烧坏了通道元件或保险管，如果是保险管坏了，更换，如果是通道元件损坏，无法短时间恢复，可以采用更换通道。步骤如下：

A、查找空余的通道；

B、更改通道连接线；

C、更改组态到新的通道；

D、投用仪表。

4、电源故障

电源系统是DCS可靠运行的重要保障，它为控制器和I/O卡件供电，一般带有冗余，出现故障后处理步骤如下：

A、准备好备用电源；

B、如能断电处理，可关闭电源开关，如不能断电处理，必须要注意防止短路，同时要注意直流电正负对应，交流电要同相，否则就可能烧掉电源，造成设备损坏；

C、投用电源，用万用表检查电源的输出是否正常。

三：通讯故障

DCS的通讯包括通讯电缆、通讯卡件，其故障发生频率较高的通讯电缆的故障。

1、 通讯电缆的故障

通讯电缆的故障包括终端接头故障和电缆本体故障，处理步骤如下：

A、对电缆进行测试，判断电缆是否正常，如不正常，更换电缆，如电缆正常，检查终端接头，看是否是接头松了，是否生锈了，接触不好，造成的通讯故障和误码率增加；

B、采用专用工具拧紧接头或专用清洗液除锈；

C、清除DCS上的误码率数值为0，观察误码率数值是否增加，如不增加，说明恢复正常。如还增加，检查周围是否有大的干扰源。

2、通讯卡件的故障

通讯卡件包括操作站通讯卡和控制站通讯卡，有专用的通讯卡和通用的以太网卡。处理步骤如下：

A、关闭通讯卡所在设备的电源；

B、首先检查通讯卡参数是否设置正确，如不正确，更改参数，如正确，可以采用测试软件测试通讯状态，如果是通讯卡故障，更换通讯卡，并设置好正确的参数。

四：维修设备及材料

序号 名称 数量 备注

1 防静电手套 1副

2 数字万用表 1块

3 活动扳手 2把

4 一字螺丝刀 2把

5 十字螺丝刀 2把

6 毛刷 2把

7 移动硬盘 1 个

8 DCS备件 一套

9 DCS资料 一套

五：维修注意事项

DCS系统作为一个大的仪表控制系统，它关系到分厂的安全生产，如检修不当，将产生极严重的后果，不断影响生产，有可能把故障扩大，造成更大的损失，根据DCS系统的特点，在对DCS系统进行检修时要注意以下几项：

1、DCS的组态数据很多，如组态数据丢失，重新组态的工作量巨大，所以检修前要作好组态数据和系统的备份；

2、一套DCS系统牵涉到的装置和岗位很多，必须联系工艺人员作好事故处理方案，在检修出现问题时，工艺人员可以保证装置安全运行；

3、DCS采用的都是大规模集成电路，静电对它的危害很大，因此在检修时必须戴防静电手套或把手上的静电放掉；

4、检修时必须细心、仔细，作好详细的检修步骤，要抓住故障的所在，不能搞错卡件或电缆，造成整个DCS系统崩溃；

5、DCS系统设备故障，主要采用排除法，而且维修很复杂，所以要准备充足的备品备件。

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