随着DCS (分散控制系统) 在生产过程控制中的广泛应用, 它逐渐成为保证机组正常生产运行的核心设备。为了保证生产过程控制的连续性。需要热控人员不断探索、总结出科学的维护策略和方式方法, 从维护中预防, 提高DCS系统的可靠性。下面从生产实际状况出发, 就DCS运维管理的几个方面进行阐述。
1 管理制度方面
为了切保落实运维管理的要求, 必须建立健全DCS运维管理制度, 如《DCS软件系统管理制度》、《现场巡回检查制度》、《定期工作制度》、《备品备件管理制度》等。这些制度要对日常检查工作的范围和影响系统安全的操作权限、组态修改等编写详细的规定。此外还应建立相关的系统运行日志, 要对DCS出现的故障现状和处理过程作详细记录, 完善DCS故障台帐, 以便再次出现类似故障时参考。
2 环境方面
环境条件是保证DCS能够长期正常运转的前提, 若这方面掉以轻心会对设备正常运转造成许多危害。温度过高、灰尘太大, 很容易造成工控机和卡件的电子元件出现故障并且会缩短电子设备的使用寿命。湿度不正常, 也易产生静电。电子间内应设有监视室内温度和湿度的仪表, 以便监控DCS的工作环境。有富裕I/O通道的可以将机柜的温度引入DCS中, 进行实时监测。禁止在电子间使用手机等无线电发射器。对电子信号要进行一定的限制。温度异常, 也会反映出设备存在的异常。
3 硬件方面
DCS的硬件主要有:电源系统、DPU控制器、I/O设备、网络设备等, 它们是DCS系统中的主要环节。DCS硬件方面的运维工作主要就是采取确保系统安全稳定运行的措施, 在系统硬件出现故障时能及时发现并消除, 保障机组的稳定运行。
(1) 电源系统。DCS电源一般都采用冗余双电源。一路来自UPS, 另一路来自保安段电源, 两路电源一用一备。为了保证电源系统的安全, 在日常维护中每天都要检查电源系统的工作状态和各项电源的运行参数。DCS应设置电源监视设备, 时刻跟踪电源系统的运行状态, 在出现异常时能及时发出报警。两路电源在机组检修时应进行电源切换试验, 确保电源切换回路正常。UPS应该定期检查蓄电池的状况, 预防电池出现电压过低, 过热等现象。
(2) DPU控制器。DPU的运维工作主要是每天检查DPU各工作灯的状态, 看是否有异常报警。检查DPU冷却风扇的工作状态, 确保DPU的冷却效果。同时要做好DPU的备品工作, 必须确保每一套DCS系统至少有一块DPU备品。在控制系统检修时应进行DPU切换试验, 确保备用DPU能正常投入运行。DPU是以微处理器为基础的数据处理单元, 出现的故障主要表现为脱网和初始化以及双机切换故障。其中以初始化最为常见, 其原因主要是主、副DPU之间的运行文件不同引起的, 解决的办法是将主控的运行文件拷贝到初始化的DPU, 并写入到电子盘。引起DPU脱网的原因很多, 如电气元件老化及散热不良导致DOC芯片烧毁、主板电容爆浆, 板卡积灰量大引起电气元件短路, 通讯端子接触不良等, 负荷率过高也会导致DPU运算出错, 甚至死机。
(3) I/O设备。日常维护中每天都要检查I/O设备的工作状态, 一旦发现相关的故障信息应立即进行处理。I/O设备故障处理通常采用更换通道或更换备件, 许多厂家产品都支持I/O卡件带电插拔, 作为运维人员, 在运行中更换I/O卡件时一定要做好安全防护措施, 否则会引起系统设备控制状态的变化或负荷大的波动变化。
(4) 操作员站或工程师站。操作员站或工程师站出现故障相对其他硬件来说要多一些。故障产生的原因多样化, 有硬盘或模件故障, 通讯故障, 冷却风扇故障, 操作不当, 数据线问题, 电脑存储空间狭小等等, 这类故障的出现一般是人机接口故障 (个别电脑死机) , 大面积死机情况比较少。这类故障一般可以通过重启电脑, 删除不必要的存储空间, 检查通讯和软件设置, 更换风扇等硬件等等方法来处理。
4 软件方面
软件方面的运维管理主要是围绕软件备份、组态下装、软件升级、软件检查与功能核实等开展的。
(1) 软件备份。应用软件 (数据) 应及时备份, 保存到光盘或其他硬盘上。每三个月对软件和数据备份一次, 并在备份上正确标明备份编号、名称、备份时间等标识。DCS检修前、后, 应及时作好软件和数据的备份。备份结束后对备份数据进行读出检查, 以保证备份数据的完好性。
(2) 组态下装。有的系统在设计时未考虑在线下装的问题, 对于这类系统, 只能是机组停运时下装。对于设计时考虑在线下装的系统, 也应当高度重视这一问题, 因为在实际运行中, 特别是软件的运行, 可能出现我们想不到, 也无法检测到的问题导致系统出错, 如果急需在运行中修改下装, 必须根据系统的情况编写好防止误动作的技术措施, 以最保守的方法进行下装。修改软件必须由经公司授权的人员进行, 未授权的人员严禁对软件进行修改。进行软件修改必须依据设备异动申请单。进行计算机软件组态、参数修改等工作必须作好修改记录。
(3) 软件升级。在DCS的软件升级 (补丁包) 前应由技术部门编写专题报告, 在论证软件升级的安全性及技术经济性的基础上, 提出升级方案, 并在取得制造厂商技术支持的基础上, 方可进行软件升级, 严禁擅自进行软件升级。
(4) 软件检查与功能核实。对所有在工程师站、操作员站上进行的工作 (包括检查、修改、维护) 都必须详细如实登记在工作记录本上。记录的内容主要包括:工作人员、工作内容、发现的问题、处理的结果等。要定期检查磁盘剩余空间, 对无用的文件进行清理;检查系统时间、用户权限和口令。功能核实方面要认真对待, 因为当部分功能 (如历史记录和SOE功能) 失去时, 而应用软件整体还能正常使用。不认真检查, 很难发现此类问题。
(5) 规范信号强制管理。DCS信号强制手段众多, 方便了操作的同时也给管理带来不小的挑战。如何保证强制不被遗漏、及时恢复强制是保证联锁保护正确动作的关键。一方面, 强化制度管理, 严格执行强制单;另一方面, 寻找一种有效的统计方法, 表征强制的存在。在调试阶段, 强制信号众多, 对固定强制手段——ON/OFF功能块强制等可以进行统计处理, 然后集中显示强制数目。对ON/OFF块输出进行求和, 每个控制器集中输出一个值代表强制的数目供工程师参考。
5 应急预案方面
为了能在DCS出现紧急情况下及时解决问题, 排除故障, 应制定相应的应急预案。制定应急预案必须结合生产现场实际, 要对相关人员的职责, 各种设备故障情况下的处理流程和方法作出明确规定。这样在紧急情况下处理故障时可依预案所规定的流程一步步进行, 防止因为人为失误而影响机组的安全。DCS应急预案要求定期进行演习。
6 结语
对于DCS的运维管理工作, 关键是要做到技术措施到位和人员检查到位。DCS管理人员应根据系统配置和生产设备控制情况, 制定科学、合理、可行的维护策略, 从硬件、软件、环境等几个方面加强运维管理, 及时发现故障进行处理, 使DCS控制系统能更好地为电力生产服务。
摘要：目前DCS在生产过程控制中得到了广泛应用, 本文结合生产实际运维状况, 从几个方面对DCS系统的运维管理进行了阐述。
关键词：DCS,运维管理