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这一篇让DCS系统维护变得简单

  有447人浏览   日期:2017-04-25

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系统维护人员职责

1. 负责DCS系统的系统软、硬件维护工作,确保DCS系统可靠地运行,保障生产过程的安全、稳定。

2. 协调并参与做好DCS的组态、控制方案的实现,以及系统的硬件连接、操作系统的安装和DCS系统调试工作。

3. 负责与DCS厂商进行技术沟通,学习DCS系统的使用、维护和管理技术,充分发挥DCS系统的作用;根据工艺生产的要求,健全完善DCS系统的控制及管理功能。

4. 指导操作人员进行DCS系统操作,解决操作人员操作中的问题;接到操作人员的请求后,立即做出响应并解决问题。

5. 做好DCS的日常、定期的巡检和维护工作;主动及时的发现系统的问题和隐患,查找原因并有效的解决,遇到疑难问题不能处理时,需及时咨询DCS厂商协调处理。

6. 负责系统运行参数修改、备份工作,避免出现任何数据损坏或丢失事件。

7. 做好DCS系统软、硬件的有效备份工作。

8. 负责DCS系统的启动和停止工作。

9. 负责操作员口令的设置与修改工作。

10. 制定DCS系统的维护及管理规定。

 维护管理指导

1. 控制室维护管理

(1)制定机柜室、操作室管理规定。对机柜室、操作室的卫生环境保持、进出人员管理、操作员操作管理、维护人员维护管理加以详细规定。

(2)控制室除维持适当的温度和湿度外,还要做好防水、防尘、防腐蚀、防干扰、防鼠防虫、避免机械震动等工作,具体请参考《控制系统环境规程》中的相关规定。

2. 计算机(操作站、工程师站、服务器站)维护管理

(1) 随时提醒操作人员文明操作,爱护设备,保持清洁,防水防尘。

(2)禁止操作人员退出实时监控;禁止操作人员增加、删改或移动计算机内任何文件或更改系统配置;禁止操作人员使用外来存储设备或光盘。

(3)尽量避免电磁场对计算机的干扰,避免移动运行中的计算机、显示器等,避免拉动或碰伤连接好的各类电缆。

(4)计算机应远离热源,保证通风口不被它物挡住。

(5)严禁使用非正版的操作系统软件(非正版操作系统软件指随机赠送的OEM版和其它盗版软件);严禁在实时监控操作平台进行不必要的多任务操作,运行非必要的软件;严禁强制性关闭计算机电源;严禁带电拆装计算机硬件。

(6)注意操作站(工程师站)计算机的防病毒工作,做到:

a. 不使用未经有效杀毒的可移动存储设备(如:移动硬盘、U盘等);

b. 不在控制系统网络上连接其它未经有效杀毒的计算机;

c. 不将控制网络联入其它未经有效技术防范处理的网络等。

(7)操作站、工程师站、服务器等计算机设备如果需重新安装软件,必须按照中控技术有限公司提供的《控制系统装机规程》要求开展。

(8)正常运行时,关闭计算机站(操作站、工程师站、服务器站)柜门。

3. 控制站维护管理

(1)控制站(主控卡)的任何部件在任何情况下都严禁擅自改装、拆装。

(2)在进行例行检查与改动安装时,避免拉动或碰伤供电、接地、通讯及信号等线路。

(3)卡件维护时必须戴上防静电手镯。

(4)正常运行时,关闭控制柜柜门。

4. 系统软硬件、系统组态文件、控制及运行参数的备份管理

(1)以下备份工作须在本计算机硬盘上进行备份,同时要求在U盘、光盘或其他计算机上进行备份,备份前需做好更新记录或更新说明:

a. 对操作员没有权限修改的控制参数(PID参数、调节器正反作用等)、控制变量、工艺参数等数据进行备份。

b. 对组态文件及组态子目录文件(组态文件、流程图文件、控制算法文件及报表文件等)等组态文件进行备份。

c. 如有对异系统的通讯,应对通讯协议、通讯方案、通讯地址等数据及有关文件进行备份及存档。

(2)需对接线图纸、安装图纸等设计资料及交工资料等资料进行存档保管。

(3)计算机需要安装的各种软件需在本地计算机的硬盘上进行备份,如操作系统软件、DCS系统组态及监控软件、驱动软件等等,做好版本标识并编写安装说明。

(4)了解系统的记录周期,并根据工艺生产的要求对操作记录、报警记录、历史趋势等生产运行记录做到不遗漏的定期备份,刻制光盘后做好标识并交有关人员保管。

(5)做好备品备件的保管工作,需要保证系统软件、硬件备品备件的及时性、有效性(保证在实际运用时能及时到位,并且性能良好)。

5. 维护注意事项

(1)清洁时不能用酒精等有机溶液清洗。

(2)维护时避免拉动或碰伤供电、接地、通讯及I/O信号线路。

(3)锁好系统柜、仪表柜及操作台等柜门,避免非系统维护人员打开。

三、  日常巡检指导

每日巡视DCS系统工作,实时掌握DCS系统的运行情况:

1. 向操作人员了解DCS运行情况,及时解决操作人员的疑难问题。

2. 查看DCS系统故障诊断画面,检查是否有软硬件故障及通讯故障等提示,查阅DCS故障诊断记录。

3. 检查操作室与机柜室的环境及空调设备的运行情况。

4. 打开系统柜、仪表柜、操作台等柜门检查系统硬件指示灯及通讯指示灯有无异常。

5. 检查有无老鼠、害虫等活动痕迹。

6. 做好每日的巡检维护记录。

四、  定期巡检指导 

1. DCS的定期检查

DCS投运正常后,应定期对其进行检查,以确保整个系统能够长时间持续正常工作。定期检查可使用专门的“DCS定期巡检记录表”,作为DCS的维护与使用的主要记录,其检查的主要内容如下:

2. 控制室环境检查

(1)检查照明情况、抗干扰情况、振动情况、温度与湿度情况、空调设备的运行情况,并应特别注意检查控制机柜内部的卡件等电子设备有无出现水珠或者凝露。

(2)检查有无腐蚀性气体腐蚀设备,与过多的粉尘堆积的现象。

(3)每星期至少进行一次定期检查,并做好定期巡检记录。

3. 控制站、操作站定期检查

(1)检查计算机、显示器、鼠标、键盘等硬件是否完好;

(2)检查系统实时监控工作是否正常,包括数据刷新、各功能画面的操作是否正常;

(3)检查故障诊断画面,查看是否有故障提示;

(4)向操作人员了解DCS运行及工艺生产情况,为以后控制方案优化提供依据;

(5)系统在运行一定时间后,应及时的备份或清理历史趋势和报表等运行历史文件;

(6)打开系统柜、仪表柜、操作台等检查系统有无硬件故障(FAIL灯亮)及其他异常情况;

(7)检查各机柜电源箱是否工作正常,电源风扇是否工作,5V、24V指示灯是否正常;

(8)检查系统接地(包括操作站、控制站等)、防雷接地装置是否符合标准要求;

(9)定期清除积累的灰尘以保持干净、整洁。

(10)以上检查内容每星期至少定期进行一次,并做好定期巡检记录。

(11)当操作站运行一定时期后(通常三个月),请用操作系统提供的磁盘整理程序整理硬盘C:\和D:\。

4. DCS网络定期检查

(1)检查各操作站网卡指示灯状态是否正常;

(2)检查所有主控卡、数据转发卡、I/O卡件等卡件的通讯指示灯是否正常;

(3)检查集线器、交换机通讯指示灯是否正常;

(4)检查各通讯接头连接是否可靠正常;

(5)检查监控软件的“故障诊断”画面中是否有提示通讯故障,“诊断信息”中是否有通讯故障的记录;

(6)建议DCS网络的检查每个月进行一次。定期检查可使用“故障诊断”软件。 

五、  大修期间维护指导

 

1. 大修期间对DCS系统应进行彻底的维护,内容包括

(1)系统停电检修,包括彻底的灰尘清理,改接线等内容。

(2) 对于在日常巡检,定期巡检中发现而不能及时处理的问题进行集中处理,如系统升级,组态下载等。

(3)系统在检修前应对DCS系统组态进行备份,并对系统运行参数(如PID等)进行上载和备份。

(4)在检修期间更改组态、控制及联锁程序,必须组织工艺、设备、电气和仪表相关负责人共同参与联锁调试,并形成联锁调试记录。

(5)检修期间应检查供电和接地系统是否符合要求。

(6)及时做好大修期间DCS维护记录。

2. 大修期间系统维护步骤

第一步:检查校对备份

检查软件备份,组态文件备份、控制及工艺数据等备份是否正确、齐全。

第二步:按如下顺序切断电源

(1)每个操作站依次退出实时监控及操作系统后,关闭操作站工控机及显示器电源;

(2)逐个关闭控制站电源箱电源;

(3)关闭各个支路电源开关;

(4)关闭不间断电源(UPS)开关;

(5)关闭总电源开关。

第三步:进行DCS停电维护

(1)操作站、控制站停电吹扫检修。包括工控机内部,控制站机笼、电源箱等部件的灰尘清理。

(2)针对日常巡检、定期巡检中发现而不能及时处理的故障进行维护及排除。

(3)仪表及线路检修:包括供电线路、I/O信号线、通讯线、端子排、继电器、安全栅等。确保各仪表工作正常,线路可靠连接,标识清晰正确。

(4)接地系统检修。包括端子检查、各操作站(工控机、显示器)接地检查、各控制站(电源、机笼)接地检查、对地电阻测试。

第四步:现场以及DCS的各项维护工作完成后,检查确认以下各项重新上电条件是否满足

(1)首先应联系工艺、电气、设备、仪表等专业共同确认是否满足DCS系统的上电条件。

(2)确认电气提供的总电源符合要求后,合上供电总断路器,并分别检查输出电压。

(3)合上配电箱内的各支路断路器,分别检查输出电压。

(4)若配有UPS或稳压电源,检查UPS或稳压电源输出电压是否正常。

第五步:系统上电及测试

(1)启动工程师站、服务器站、操作站、同时将系统各电源箱依次上电检查。

(2)检查各电源箱是否工作正常,电源风扇是否工作,5V、24V指示灯是否正常。

(3)检查各计算机的系统软件及应用软件的文件夹和文件是否正确;硬盘剩余空间无较大变化,并通过磁盘表面测试。

(4)将修改后的组态进行编译下载。

(5)从每个操作站实时监控的故障诊断中观察是否存在故障。

(6)打开控制站柜门,观察卡件是否工作正常,有无故障显示(FAIL灯亮)。

(7)供电冗余测试

a. 分别开通冗余交流~220VAC总进线的一路,其他交流供电回路失电,但系统应仍然可以正常工作。

b. 分别开通冗余直流电源一路,关闭其他直流电源,测量每一机笼(架)母板电源端子上5V、24V的电压。

(8)通信冗余测试:分别接通各冗余通讯线的其中一路通讯线(其他通讯线脱开),利用下载组态功能测试是否正常,如均正常则表明通讯网络正常。

(9)卡件冗余测试:通过带电插拔互为冗余的卡件,检查冗余是否正常。

注意:如果拨出冗余的主控卡、数据转发卡的其中一块并插回后,须等数据拷贝完成后才可拨另一块冗余卡,否则在生产过程中会造成严重后果。

第六步:控制、工艺参数检查

(1)校对各个已经成功运行过的控制、工艺参数(因组态修改下载,部分参数可能出现混乱现象,需重新输入)。

(2)对现场仪表(变送器、调节阀等)更换过的控制回路、新增加的控制回路(程序),其参数需要重新整定及并进行调试。

六、  故障处理指导

 

1. 通信网络故障

(1)通信接头接触不良会引起通信故障,确认有该故障发生后,可以利用专用工具重做接头。

(2)由于各通信单元有地址设置,通信维护时,确认网卡、主控卡、数据转发卡的地址设置是否正确。

2. 现场设备故障

操作人员应将自控回路切为手动,阀门维修时,应起用旁路阀。

3. 系统出现I/O卡件故障时

(1)应将相应控制回路、控制程序、联锁立即切手动,并由系统维护人员立即更换故障卡件,确认故障消除后方方可再次将系统投入自动。

(2)卡件更换前,应将地址、配电、冗余等开关或跳线拨到原卡件位置(参见《硬件手册》)。

(3)对于非冗余的输出卡件故障,故障卡对应的阀门、设备等在DCS端无法操作,需通知现场操作人员进行现场操作,待故障排除后方可进行DCS操作。

4. 在工厂供电系统出现异常中断时,应根据工艺要求,处理好动设备、阀门等仪表设备后,按系统断电步骤给DCS断电。

5. 当控制系统出现故障导致系统瘫痪(此情况甚少)时,需预先制定事故预案。

七、  组态修改及下载指导

1. 组态修改基本原则

组态文件修改之前必须对当前组态文件进行备份,以备紧急恢复使用。组态文件的修改必须在工程师站进行。

2. 生产过程中的组态修改

在生产过程中,因各种原因需要对DCS组态进行修改,以达到良好地监控效果,在修改过程中需对修改内容进行有效区分:

(1)仅增加或修改总貌(或流程图、报表、趋势页、控制分组、数据一览、用户权限、二次计算、语音报警、操作小组、自定义键)、修改位号单位(或位号注释)等操作,在完成上述操作后,进行全体编译后传送至各操作站并重载组态即可,无需进行下载工作。

(2)增加或删除卡件、增加或删、改位号或修改位号量程(或报警信息),则需要进行下载。

a. 当使用SP243X、XP243、FW243L三款主控卡时,如工艺装置处于生产状态则不能进行下载工作,必须在工艺装置在停车状态下进行下载,否则将对生产产生一定的影响;

b. 如使用XP243X、FW243X、FW247主控卡时,如对卡件、位号的修改不涉及控制程序,则可在工艺装置处于生产状态时进行下载工作;如涉及控制程序,则需将相关控制程序停用(如联锁取消、自动切为手动)后,方可进行下载工作。

(3)进行了控制程序的修改,则需要进行组态下载工作。

a. 当使用SP243X、XP243、FW243L三款主控卡时,如工艺装置处于生产状态则不能进行下载工作,必须在工艺装置在停车状态下下载,否则将对生产产生一定的影响;

b. 如使用XP243X、FW243X、FW247主控卡时,则需将涉及该控制程序的所有控制程序停用(如联锁取消、自动切为手动)后,方可进行下载工作。

(4)对某控制站增加或减少了机笼,必须在工艺装置处于停车状态下进行,严禁在工艺装置处于生产状态时进行组态修改、下载工作。重要一点,若在现有卡件地址中间或者在现有自定义位号中间增加,删除内容,在线下载会引起大量数据不一致,应予避免杜绝。

3. 生产过程中下载时注意事项

(1)在线下载应选择生产平稳的时机,并避开顺控切换、累积量精确计量等时序,下载前确认重要联锁切除,重要回路暂切为手动操作。

(2)下载时必须将控制程序及控制回路全部切到手动;切除联锁。

(3)组态文件修改下载前、后,均应对修改的内容进行相应的验证,确保其正确性。

(4)组态下载后,须及时传送组态以保证各操作站工程师站的组态保持一致。

(5)生产过程在线下载的操作流程:

用更改完成的新组态替换现场工程师站运行目录上的组态。

a. 打开二次计算软件,再退出,组态编译通过后,启动实时监控软件。

b. 与相邻的操作员站对比修改前后的软件界面数据,调节回路开度、PID 参数、调节器正反作用,确认无误后再进行下一步。

c. 联系工艺操作人员解除界面上本系统联锁,以确保联锁不会误动作,并将调节回路切为手动,重要仪表、电气设备,切换到现场操作。

d. 下载组态。下载完成后及时为新修改增加的方案设定初值。

e. 联系工艺操作人员对新修改增加的方案进行测试。

f. 工艺员确认流程图上PID参数、温度、液位、压力等显示正常,确认无误后,准备投入联锁,恢复调节回路自动控制,现场操作人员撤离。

g. 下载完毕,各方确认。

4. 非生产状态下的更改与下载

(1)如组态更改较多,不符合在线下载的规定时,可以在工艺停车时修改下载。

(2)下载后必须立即对程序给予调试,检查确认各程序、阀位、参数是否正常,检查确认无误后方可再次开车。

八、  系统升级指导

注意事项:

(1)升级前必须备份原组态、参数。

(2)升级时工艺生产必须处于停车状态,并严格按相关升级说明书操作。

(3)升级后必须检查、确认各控制回路、参数等是否正常。

(4)必须及时将新版本的软件及安装说明拷贝到各升级后的计算机;删除各计算机硬盘上原有的的软件备份;老版安装光盘必须销毁或标识作废。

九、  UPS维护指导

1. UPS的使用环境

(1)UPS所在机房应保持恒定的温度,建议控制在20~25℃;蓄电池应在5℃~30℃;

(2)UPS机房应保持通风,风扇处不能有遮挡物;不可将UPS及电池放入密封构造物体内,以免导致机器损坏、人身受伤害;

(3)UPS表面应保持清洁、干燥状态。

2. UPS的正确使用

(1)必须严格按照正确的开、关机顺序进行操作,避免因突然加载或减载时UPS的输出电压波动太大;

(2)严禁频繁的关闭或开启UPS。一般要求在关闭后,至少等候6秒钟再进行开启操作,否则UPS可能进入“启动失败”状态,即进入无市电输入又无逆变输出状态;

(3)UPS禁止超载使用,最大负载最好控制在80%之内;

(4)UPS的开关机是属于防勿动操作,开关机请按住一秒钟以上;

(5)雷击是所有电器的天敌,一定要注意保证UPS的有效屏蔽和接地保护;

注:当山特UPS出现故障时,需按照说明书上的要求去检查一下前面板上的指示灯:所有的开关是否启动;是处于开机状态还是旁路状态(注意旁路状态下UPS也是有响声的);是否有市电输入;UPS背面的市电开关是否打开;UPS的电池箱开关是否合上;有时机器长鸣红灯亮,提示UPS故障,此时UPS没有坏是超载,关机卸掉负载重新启动一下,UPS就正常工作了。

3. 蓄电池的正确使用

(1)在同一个UPS中,必须使用同品牌、同型号、同规格的蓄电池;

(2)不要将蓄电池放在火源及发热处使用;

(3)在安装的过程中,如果光线昏暗切勿使用火源照明,以免引起爆炸及火灾;

(4)扭矩板手、钳子等金属安装工具需用乙烯胶布包裹,安装过程中不要将电池的极性接反,否则将导致火灾及UPS充电器损坏;

(5)蓄电池一般使用寿命在3-4年,需要定期更换;25℃常温下更换期为三年,30℃为2.5年,40℃为2年;

(6)如果长时间未有停电,则需人为对蓄电池进行放电操作,一般三个月一次(根据后备电池时间进行放电);蓄电池的连续放电量不可超过说明书允许的最大值,放电后应立即充电,不可进行无电存放;

(7)当每次停电时需要用万用表测量一组电池的电压(最好5分钟一次),如下降的很快就要做好关机的准备,以免电池深度放电;若主机发出报警声音应立即关机;

(8)电池充电的设定电压应该在UPS的指定范围内,超出范围易造成电池的破损、容量降低及寿命的缩短。

注:不同型号UPS的具体维护详见各UPS厂商的说明书。

十、  校验维护介绍

1. X219通用型过程校验仪使用简介

X系列过程校验仪是一种电池供电的手持式仪表,功能键和数字按键并存,操作便利,能同时测量和输出多种信号,支持电压、电流、电阻、频率、热电偶、热电阻等各种信号类型,可使用4节AA Ni-MH或Ni-Cd充电电池,也可使用碱性电池,维护成本低,主要应用于工业现场和实验室信号的测量和校准,可用于DCS卡件维护、过程仪表故障诊断、校准、检定。

 

X系列过程校验仪全面采用EN55022、EN55024等国际标准,无论在外观设计、软硬件功能还是工作可靠性方面均代表了当今一流水平。

X系列过程校验仪的最高准确度为±0.015%FS,其中X219通用型多功能过程校验仪的准确度为±0.02%FS,X219通用型过程校验仪的功能见表1所示。

 表1  测量和输出功能一览表

 

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X219有如下主要特点:

(1)小型化设计,便于携带、手持;

(2)功能按键与数字按键并存,操作便利;

(3)电池电量显示,电量不足自动关机;

(4)白色LED背光液晶屏,在光线较弱的环境里也能正常使用;

(5)测量五位数显示,且根据信号大小自动调整显示分辩力;

(6)智能闪光插孔提示,避免误操作;

(7)左测量端子与右测量/输出端子完全隔离;

(8)同时具有左测量和右测量/输出功能,两输入或一输入一输出可同时进行;

(9)信号测量/输出具有清零功能;

(10)电阻测量时,2/3/4线制可选;

(11)电阻输出时具有输出引线电阻补偿功能;

(12)自动步进和斜波输出;

(13)幅值(0-22V)可调的频率信号输出;

(14)输出或测量热电偶信号时,可自动进行冷端环境温度补偿,无需运算;

(15)冷端环境温度补偿方式可选手动或自动;

(16)内置90国际温标分度表;

(17)摄氏度与华氏度温标切换;

(18)测量或模拟低于0℃的热电势值;

(19)测量热电偶或热电阻信号时,可同步显示温度值与电压或电阻值,无需再查分度表;

(20)可使用4节AA Ni-MH电池  或Ni-Cd充电电池,也可使用碱性电池,维护成本低;

2. 维护DCS卡件                       

与DCS配套的I/O卡件有电流信号输入卡、电压信号输入卡、热电阻信号输入卡、电平信号输入卡、脉冲量输入卡、电流信号输出卡,均可以使用 X219通用型过程校验仪进行故障诊断和定位,通过X219的自动步进和斜坡输出功能还可对卡件进行快速线性测试。

 

3. 驱动及维护执行机构 

X219支持Ⅱ、Ⅲ型模拟电流输出,具有较强的驱动能力,使用X219的模拟电流输出功能,可用于驱动现场的执行结构,如电气转换器、阀门定位器等。

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4. 维护隔离栅

X219可模拟二线制变送器输出(4~20 )mA电流信号,使用X219的模拟变送器功能,在同一个屏上显示隔离栅的输入和输出信号,仅用一台过程校验仪即可方便、快速、简单地在现场调校和维护隔离栅,无需外接电源和其他设备。 

5. 维护校准变送器

X219可用于校准各种变送器,操作简单、快捷。左图中,X219模拟热电偶的输出并测量来自变送器的输出电流,液晶屏下方显示模拟热电偶输出值,上方显示变送器的输出电流。

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