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摘要:DCS控制系统的功能十分强大,如PID控制、串级控制、连续控制等,广泛应用在各个行业的生产环节中,可以实现最优控制精度。文章对化工行业DCS控制系统信号干扰进行了研究分析,以供参考。
关键词:化工行业;DCS控制系统;干扰
1前言
现阶段化工是人们生活中组成的重要部分,给人们的生活和工作带来了极大的方便,伴随着化工行业的发展和进步,化工厂的装机容量在逐渐的扩大并由300MW、600MW向1000MW等级发展,对于化工DCS控制系统功能在逐渐的完善,性能也在逐渐的提升,其结构越来越繁琐,对于DCS系统运行可靠性要求越来越高。
2对DCS控制系统的简要论述
2.1DCS控制系统基础理论
控制系统被称为分布式计算机控制系统和集散系控制系统由4C前端控制、计算机、控制、通信和技术专家控制,计算机的控制能力可以由多个控制系统组成。与此同时,可以通过计算机系统有效地控制生产电路,收集更多关于生产的数据,并进行集中控制和数据控制,从而完成自动控制过程。
2.2DCS控制系统接地的主要原因
通过控制化工生产进程,有效保证了DCS控制系统部署安全、可靠和科学生产过程中共同运作这个DCS系统接地的能力进一步布设提高安全系数,面对外界的主要目标,并布设防护系统管理,加强化工厂生产管理的安全保障。
DCS控制系统的反冲击功能增强主要有两个方面:一方面,它可能会对外部因素产生一些阻力;另一方面,这样一个系统可以抵抗它所携带的部件造成的干扰。例如,在这个系统中使用静电屏蔽接地可能会导致电阻的真正目的。此外,这种DCS控制系统还会干扰其他组件,只有在正确的接地操作才能实现。此外,可以通过减少组件之间的点差来控制系统,这在防止干扰方面也起着重要作用。
3DCS系统在化工厂中的应用和发展
所谓的DCS系统所指的是分散控制系统,而且属于有较高稳定性的计算机控制系统。DCS可以实现控制功能配置分散、显示、数据共享、数据记录等功能,DCS系统已经被广泛的应用在化工的过程中,DCS系统运行的稳定性将会直接关乎到化工厂能否正常的运行。在1990年前,我们在化工厂中开始应用DCS系统,有效的提高了发电机组的稳定性和可靠性,在1990年初期,随着化工行业的进步,我国许多大型的化工厂,在相关的技术理论指导下,通过使用DCS系统对传统仪表控制系统进行改进和优化。在现阶段,DCS在化工厂中的应用已变成网络开放、信息管理型分散控制技术,DCS系统发展迅速,其他国家的代表作品有Symphony系统、T300系统、H-5000M系统等,它们分别是由ABB公司、西门子公司、日立公司所研究出来的。DCS性能在不断的提升,因此其重要性也在不断的提升,在现阶段被广泛的应用于化工厂的数据采集系统、顺序控制系统、炉膛安全监控系统以及模拟量调节系统。但是,随着DCS系统功能和控制范围的提升,反而造成DCS系统结构越来越复杂,运行但安全性和可靠性有了明显的下降,DCS系统故障问题普遍发生在世界各地的化工厂中。提升DCS系统运行的可靠性面临着许多问题,例如提升DCS软件的稳定性,提升DCS硬件生产和安装水平以及提升DCS维修人员的专业技术水平等。
4化工厂DCS可靠性为中心的维修策略
DCS是化工厂发电机组的核心,化工厂的维修需要花费大量的资金,通过优化维修策略能够有效的降低化工厂维修成本,使化工厂获取更高的经济效益,在竞争激烈的市场上提升竞争力,维持企业稳定发展方面有着重要的作用。
4.1化工厂DCS系统以可靠性为中心的维修决策
《可靠性为中心的维修过程的评审准则》在1999年出台,这是由国际汽车工程师协会所出台的,这项评审准则明确要求了RCM过程所要遵循的具体事项。若其他大纲制定符合RCM标准,那么这也被称为“RCM过程”。火电厂DCS系统维修满足RCM标准,在火电厂DCS系统维修过程中应当以可靠性为中心的维修决策,并认清各项设备的功能、所产生的功能故障、产生故障的原因以及带来的不良后果等,并且要进行明确的定义。化工厂DCS系统维修RCM分析的步骤主要如下,首先第1步,对相关设备进行重要性的评定,功能重要性、用途重要性以及运行和使用可靠性的分析;第2步,在对所要维修的设备深入了解的前提下,利用故障模式及影响分析对进行相关的故障审核,然后将维修设备的功能、故障的表现形式、以及故障所带来的影响详细列举出来;第3步,对设备故障所带来的影响进行相应的分类评估;第4步,通过利用逻辑决断图科学合理的选择相应的维修方式;第5步,并且计算出预防性维修时间间隔,进而确定维修策略的周期;第6步,进行组合维修策略。
4.1.1化工厂DCS系统设备重要度的确定
化工厂DCS系统中拥有大量的不同类型设备,并且类型相同的设备其相应的规格参数可能有所不同,每种设备都有着自己独特的功能,这些设备对于DCS系统的影响比较小,因此不需要对其进行实施RCM。实施RCM的应用对象主要是设备故障对DCS系统影响较大,可能直接阻止DCS系统运行或者是对DCS安全性影响较大的设备。需要确定设备是否属于实施RCM的应用对象,则需要对其进行重要度评定。重要度评定的方法主要有层次分析方法、模糊综合评价法以及日本乘数法等。然而在化工学方面,往往会采用基于梯形模糊数的化工变压器故障模式的评定方法,这项评定方式主要是通过对影响化工变压器故障模式因素的重要度评定,进而构建出相应的重要度评估体系。由于化工厂许多的设备之间具有一定的关联性,而且还存在一定程度的复杂性,许多专家都会采用蒙特卡洛模拟方式对油动机等设备进行重要度评估。
4.1.2化工厂DCS设备故障模式及影响分析
通过故障模式及影响分析能够有效的确定设备的功能、设备故障模式、产生故障的原因以及故障影响等,针对故障产生的原因对设备进行可靠性的维修,针对故障设计出相应的防范措施,以降低故障发生概率。故障模式及影响分析需要结合DCS系统设备重要度,进而对设备产品功能、故障模式、故障原因及影响进行深入的分析,这里的故障模式所指的是设备故障功能表现形式,故障原因指的是以前可能发生过的故障的原因或者是可能发生故障的原因。在故障分析的过程中一定要详细的描述,以便设计出合理的故障控制策略。
4.1.3火力发电厂DCS设备
RCM逻辑决断DCS设备RCM逻辑决断实质是根据故障产生原因的适应性以及有效性,进行维修策略的选择。首先要确定功能故障影响种类,功能故障主要有隐蔽性、经济性、安全性以及任务性4种故障影响类型,可以采用问题划分的方式进行故障影响类型的确定。选择维修策略类型主要包括事后维修、定期维修和状态维修,然后根据RCM准则实行相应的维修策略。
4.2化工厂DCS系统设备维修信息平台构建
设备维修信息平台可以将DCS系统维修信息整合在一起形成数据库,从而为RCM决策过程建立良好的数据基础,并为其提供有力的可靠依据。DCS系统设备维修信息平台构建的过程中需要开发维修分厂技术台帐,这是由于DCS设备故障涉及到许多种类的专业,这样能够对其进行有效的管理,可以实现全厂设备维修信息的收集、整理和储存,这样可以为维修策略的制定以及实施建立良好的技术基础。
5加强DCS控制系统的接地防护的具体方法
5.1分配通讯电缆
在化工生产的建筑物中间,无论使用哪种金属电缆,防护措施和没有防护措施的电缆都不能平行放置。如果有条件,则需要平行放置。使用某种屏蔽方法来保护受保护的电缆,并且还应避免将屏蔽的两端接地。
5.2加强对干扰信号的屏蔽
在对DCS控制系统的各种接地方式有了一定的了解之后,有必要严格检查接地系统的标准化。应当仔细测量接地电阻,以便信号屏蔽层可以接地。另外,应定期更换旧电缆,以确保电缆的抗干扰能力,从而确保整个系统的抗干扰性能。
5.3加强防雷接地问题的防护
在DCS系统中,必须检查和检测防雷系统和接地线,在系统中安装防雷系统,并进行接地工作以减少干扰源的产生。可以通过屏蔽和设置避雷器来实现。可以使用具有屏蔽功能的电缆来安装防雷区。
6结束语
DCS设备是化工厂发电机组的核心,做好相关的维修工作和风险评估是保证化工厂稳定运行的基础,做好风险分析研究工作,以降低严重事故的发生概率,进而促进我国化工行业的发展。
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