烟草企业DCS系统可靠性之探讨
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作者: 杨胜元 苏吉传
摘要：随着我国烟草企业的快速发展和自动控制系统的不断改造升级,DCS系统在现代烟草工业企业中的应用越来越普及。DCS控制系统的主要作用是对企业生产线进行过程控制、过程监控以及管理和决策。在实际生产中，DCS系统的可靠性必须足够高，才能保证工厂的安全生产。针对这一问题，本文从可靠性的概念、提高DCS系统可靠性措施等方面进行了简单论述。
关键词：DCS 可靠性 措施
一、DCS系统及其特点
分散控制系统英文编写为DCS，它是自动化技术和计算机技术发展的结果，其综合了Computer(计算机)、Communication(通讯) 、CRT（显示）和Control（控制）等4C技术，其基本思想是集中操作、分散控制、分级管理、配置灵活、组态方便[1]。
DCS具有较高的灵活性和扩展性，具有先进的过程监控画面(流程图画面、分组控制画面、实时趋势和历史趋势画面、报警画面等)，具有各种控制功能、运算功能，能实现工艺参数趋势预测、数据归档显示和各种报警功能[1]。从而实现对整个工艺生产全过程的集中监视、分散控制和管理决策，同时，DCS的各种插卡能够带电插拔、更换，这些特点是常规仪表所不具备的或需要经过复杂的组合才能实现。因此，DCS的在我国烟草企业中的应用十分广泛，其可靠性问题非常值得关注。
二、可靠性
可靠性是指元件、产品、系统在一定时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性[2]。可靠性包含了耐久性、可维修性、设计可靠性三大要素。可靠性技术的研究内容大致可分为可靠性设计，可靠性分析，可靠性测试和可靠性管理四个方面。可靠性设计旨在按照一定的技术要求，设计和制造出可靠性高，不易损坏的产品或系统；可靠性分析是指通过对有关数据的收集、分析和计算得出一些关于可靠性问题的评价和结论；可靠性试验是验证系统可靠性是否达到规定指标的手段，可以暴露出系统设计可能存在的问题；可靠性管理着眼于从管理方面提高整个系统的可靠性 [2]。
三、烟草企业DCS系统中的可靠性措施
烟草企业生产过程复杂，加之现代的烟草加工设备基本上都是进口货，设备昂贵、生产速度快、精度高、控制复杂，对DCS系统的可靠性要求就更高，根据对可靠性的分析理解，结合分析红塔集团大理卷烟厂的多套DCS系统几年来的运行数据和记录，以及借鉴其它烟草企业的管理经验，就如何提高烟草企业DCS系统可靠性进行简单的论述。
DCS系统选型
DCS系统的选型直接关系到整套系统的合理性、适用性和安全性，是提高DCS系统运行可靠性的基础，选型时应考虑以下几个方面：
1、系统专长（工艺侧重点）：理论上DCS是可以用于不同的生产过程，实际中DCS厂家往往只对某一领域比较专长，如HoneywellTDC3000、横河CS1000系统主要用于石化行业，BAILEY公司N90、西屋WDPFII主要用于电力系统……根据企业生产工艺特点（闭环或开环控制多，模拟量或数字量控制多等）选取最合适的DCS系统，可大大提高系统的可靠性。
2、硬件质量：DCS系统的硬件必须有高可靠性, 通讯模块、控制模块（PLC）、I/O模块等的生产工艺必须是采用了成熟技术，另外控制器的运算和存储能力要足够，I/O卡件的抗干扰能力要好。
3、冗余技术： DCS系统控制器、网络通讯等必须冗余，且各冗余设备之间必须能实现无扰切换。采用冗余结构可以避免控制系统的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运行，同时能保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患[3]。
4、技术先进性：DCS系统发展相对于计算机技术比较稳定，不能因为追求技术先进而选用不太成熟的新开发的DCS系统。
5、经济性：即性价比问题。DCS系统有进口的，也有国产的，其中进口产品有一些独特的控制算法，控制功能强大，国产的DCS系统稍逊些，但也基本上能满足生产控制要求，价格则远低于进口的DCS系统。应从DCS本身价格和预计所创效益角度考虑，同时按照项目的预算资金和规模大小，及安全性来选择使用。
6、厂商售后服务： 售后服务对DCS系统的使用非常重要，随着计算机技术的飞速发展，DCS系统频繁换代，厂商是否及时的更新了自己的产品，新旧DCS之间的兼容性、配件的易购易换性等都是要注意的问题。
DCS系统运行管理
DCS系统的运行管理是指系统的巡检，热工保护的投退，软硬件的监督管理等。DCS系统日常运行管理应作好以下几点：
1、 巡查工作：企业应安排专人定期巡视检查，及时发现DCS控制系统存在的问题，避免故障的发生。
2、数据库备份管理，应用数据库（软件）应及时备份，对极小的改动可做记录；对数据库的修改同时除了保存到工程师站外，还应保存到其它存储设备上。
3、设备定期切换：对于具备冗余条件的DCS系统应当定期进行设备切换，使系统重启，释放空间，保证操作系统的可靠运行，从而保证DCS系统的正常运行。
4、监控用的操作员站和服务器坚决不能用于其它用处，特别是外来软件或文件的装入应慎之又慎，防止病毒传入控制系统，造成系统崩溃 [3]。
DCS系统维护
系统的日常维护是DCS系统稳定高效运行的基础，是提高DCS系统可靠性的重要手段，DCS系统维护要做好以下几个方面：
1、DCS系统电源应定期安排人员检查，冗余电源系统和UPS电源须定期排专人进行切换试验工作，电池须定期充电放电。
2、网络接头以及控制柜内各接线端子须定期排查，看其是否牢固。
3、定期清洁，定期清理DCS系统硬件上的积尘，保证DCS系统运行 环境干净，同时对I/O模块、通讯模块等须定期检查。
4、操作人员须定期对DCS系统的数据库进行备份，定期检查控制器以及操作站和工程师站的工作负荷，注意是否有升高现象。
5、制定和完善DCS系统管理制度，并做好DCS系统组态数据的备份。
6、搞好操作人员的培训工作，规定其定期查看故障诊断画面，看是否有故障提示。
7、定期检查DCS系统风扇是否工作正常，风道有无阻塞，以确保系统能长期可靠地运行[3]。
总之，不同国家或不同厂家的DCS系统配置不同，性能不同，但基本构造都是相似的，根据企业生产的实际情况，合理的选择DCS系统，并作好系统运行和系统维护，就会大大提高DCS系统运行的可靠性。
参考文献
[1]薛伟.提高DCS系统运行的可靠性 [J].今日科苑,2008.4.
[2] 秦利彬.论DCS控制系统可靠性的提高[J].中国新技术新产品,2009.2.
[3] 周荣富，陶文英.集散控制系统[M]. 北京大学出版社,2011.01.
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