近幾年，隨著黑龍江省大慶石化公司熱電廠的發(fā)展,目前已有十幾套裝置應(yīng)用了DCS系統(tǒng)，采用的是HONEYWELL，F(xiàn)ISHER-ROSEMOUNT，ABB,YOKOGAWA，和利時(shí)，浙大中控等公司的系統(tǒng)。這些DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了裝置的控制率和平穩(wěn)率，優(yōu)化了工藝指標(biāo)，這也標(biāo)志著該廠的自動(dòng)化水平在不斷提高。
　　根據(jù)多年來對(duì)DCS系統(tǒng)的組態(tài)和維護(hù)實(shí)踐，筆者認(rèn)為DCS系統(tǒng)的安全問題很重要，與常規(guī)儀表比較，雖然DCS系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于DCS系統(tǒng)本身所固有的特性和較嚴(yán)格的環(huán)境條件，不象常規(guī)儀表，當(dāng)故障來臨時(shí)，只影響一個(gè)回路。它會(huì)影響到一塊卡上的多個(gè)回路、局部設(shè)備，甚至整個(gè)裝置的安全操作。所以有必要重視DCS系統(tǒng)的安全問題，以便盡量避免或減少DCS故障的發(fā)生，確保裝置的安全運(yùn)行。在此從DCS系統(tǒng)的軟件、硬件及維護(hù)三方面進(jìn)行探討和分析安全問題。
　　一、軟件
　　從軟件上看，每個(gè)系統(tǒng)都包括系統(tǒng)軟件、組態(tài)軟件及用于開發(fā)的應(yīng)用程序。其中系軟件一般是相當(dāng)成熟的，對(duì)于組態(tài)軟件也有較為完善的檢測(cè)工具。因此存在的問題是設(shè)計(jì)方面的安全和組態(tài)方面的安全。
　　1.1設(shè)計(jì)安全
　　設(shè)計(jì)人員對(duì)DCS系統(tǒng)并不十分熟悉，也沒有現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，粗放性的設(shè)計(jì)既浪費(fèi)了資金，也增加了維護(hù)量。
　　例一：芳烴裝置的控制器，是2：1的冗余，即兩個(gè)控制器，有一個(gè)后備，而且所有的PID控制和邏輯控制都在一個(gè)控制器上，而且重要信號(hào)的I/O卡也是7：1冗余。另一個(gè)控制器只作測(cè)量。這樣的設(shè)計(jì)，必須保證后備控制器和I/O卡工作正常，否則，一旦某個(gè)控制器或重要的I/O卡出現(xiàn)故障，無法切到后備，就會(huì)影響裝置的正常操作，甚至?xí)９ぁ?br /> 　　所以對(duì)于控制器，應(yīng)該采用1：1的冗余，重要的I/O也要采用1∶1的冗余。
　　例二：大部分設(shè)計(jì)對(duì)I/O卡的信號(hào)分配不合理
　　(1)每塊I/O卡按順序占滿了每個(gè)通道，未留空通道。這樣雖然方便了設(shè)計(jì)，但在正常開工時(shí)，一旦卡上的某個(gè)通道故障，因?yàn)闆]有空通道，就需要接線或重新拉電纜線到另一塊卡上，這就增加了中間環(huán)節(jié)，也多了故障點(diǎn)，加大了維護(hù)量。裝置回路的I/O定義數(shù)量不應(yīng)超過系統(tǒng)提供的同類型卡件最大I/O容量的80%，依此來確定系統(tǒng)I/O卡件配置數(shù)量，這將給未來的組態(tài)調(diào)整帶來方便。分配上注意各個(gè)控制器的負(fù)載，最好不要超過60%。
　　(2)對(duì)于重要的測(cè)量信號(hào)和帶聯(lián)鎖信號(hào)盡量不要分配在同一卡上，這樣一旦此卡出現(xiàn)故障，就會(huì)影響多個(gè)重要回路。
　　所以對(duì)于I/O卡，應(yīng)該在每個(gè)卡上留些空通道，充分利用空卡。而且將風(fēng)險(xiǎn)分散，不要集中。
　　1.2組態(tài)安全
　　每個(gè)系統(tǒng)都提供了強(qiáng)大的功能塊，用戶可以自由靈活運(yùn)用各功能塊完成各種復(fù)雜控制，邏輯控制，順控和用戶編程。實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制過程的監(jiān)控和編制工藝報(bào)表。但運(yùn)用各類功能塊滿足工藝的要求，實(shí)施的控制方案有多種。這就要求組態(tài)人員既要有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)也要有豐富的組態(tài)經(jīng)驗(yàn)。
　　例一：蠟催裝置DCS系統(tǒng)是HONEYWELL的TPS系統(tǒng)，需將一些儀表信號(hào)(4~20mA)從DCS傳送到Y(jié)S80或ESD系統(tǒng)。可采用控制功能塊的SUMMER塊，用此方案，雖然可以送出4-20mA的信號(hào)，但需考慮計(jì)算K，B，RATE1，BO，斜率，偏差爬坡率，而且當(dāng)輸入源出現(xiàn)BAD或停用時(shí)，此時(shí)出現(xiàn)初始化，重新啟用時(shí)，需重輸入以上值，所以每次都需檢查此塊，使用極不方便。對(duì)工藝操作也不安全。
　　完成這一功能，也可用控制功能塊的SWITCH塊來完成。此方案正常時(shí)，只將方式打到CAS即可，若出現(xiàn)輸入源BAD或塊關(guān)閉時(shí)，此塊自動(dòng)為MAN狀態(tài)，并保持輸出，這樣對(duì)系統(tǒng)起安全作用，不會(huì)引起其他系統(tǒng)跳車，而且使用方便。
　　例二：重催裝置的日累積表，是采用系統(tǒng)提供的程序語言來完成的。重催裝置DCS系統(tǒng)是FISHER-ROSEMOUNT的PROVOX系統(tǒng)，提供的開發(fā)語言是FST語言，同時(shí)系統(tǒng)也提供了日累積功能塊，用戶可以根據(jù)自己的需要，定時(shí)清零，并保存前一天的量，不占用控制器的資源，組態(tài)方便。但用FST編程，程序的運(yùn)行會(huì)增加控制器的負(fù)荷。
　　因此組態(tài)人員對(duì)DCS系統(tǒng)掌握程度，對(duì)過程控制的理解程度，如在回路故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)變送器故障，線路斷路時(shí)，為了保證安全，控制輸出是保持，全開，全關(guān)，還是輸出安全值，是組態(tài)安全的一個(gè)重要方面。另外，為裝置運(yùn)行過程中，對(duì)I/O組態(tài)下裝的不便，可以考慮將部分備用通道分別組態(tài)為假回路，需要時(shí)可以隨時(shí)使用。
　　二、硬件
　　從硬件上看，除了隨著時(shí)間的推移，元器件老化而引起故障外，環(huán)境設(shè)計(jì)、DCS系統(tǒng)硬件集成、機(jī)柜安裝、接地系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及日常的維護(hù)對(duì)系統(tǒng)的安全都起著非常重要的作用，以下就上述幾個(gè)問題來討論。
　　2.1環(huán)境設(shè)計(jì)
　　如DCS的操作室和機(jī)柜室的布局、地面或地板選擇、照明方式、地磁電磁干擾、隔斷選擇、隔音效果、空氣潔凈度保證、恒溫、恒濕及通風(fēng)設(shè)計(jì)等，其中應(yīng)該著重強(qiáng)調(diào)的是恒溫及通風(fēng)設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為，在保證DCS系統(tǒng)硬件環(huán)境溫度在23±2℃的基礎(chǔ)上，可以盡量避免選擇集中式空調(diào)或恒溫恒濕空調(diào)，以節(jié)約資金并減少空調(diào)維護(hù)難度。保證通風(fēng)能力的原因是在滿足機(jī)房空氣潔凈度要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行新鮮空氣的補(bǔ)充，避免操作室內(nèi)空氣渾濁，影響操作維護(hù)人員安全，比較實(shí)用的設(shè)計(jì)可以考慮柜式空調(diào)和加濕器配置方案。根據(jù)機(jī)柜間的大小，可增加加濕器，由于機(jī)柜室有諸多熱源，應(yīng)考慮機(jī)柜室與操作室供冷供熱的平衡問題。