2.2DCS系统硬件集成和现场安装安全
这主要包括DCS系统的机柜、操作台及走线槽盒的安装,通讯系统、供电系统、I/O信号系统及接地系统等的安装和其它辅助设备的安装。
(1)机柜安装:常规施工中,对于要求有两个接地的DCS系统,其安全地实际上是在室内(机柜底座)和室外(安全地接地桩)两端接地;对于只要求有一个接地的DCS系统,其安全地和系统地实际上是在室内(机柜底座)和室外(安全地接地桩)均两端接地。由于在室内与室外间存在的一个电势差,从而造成系统接地的不稳定性。对于只要求有一个接地的DCS系统,DCS系统的信号基准实际上始终处于一个不稳定的状态。当然,由于电势差可以忽略,根据实际实践,一般不会对系统的安全造成威胁。但当系统存在无法解释的异常问题时,应着重考虑接地问题。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使系统将无法正常工作。接地系统混乱对系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。
(2)槽盒安装:槽盒的使用主要保证电缆屏蔽隔离以避免造成信号干扰。因此,一般要铺设信号(包括通讯线缆的24V以下直流信号或供电)和供电(220V交流)两种槽盒。对于220V交流供电一定保证电线在通过弯头或三通避免损伤电线绝缘外皮。对于大规模的装置,由于I/O电缆太多槽盒铺设可能会画蛇添足,影响电缆铺设。所以,具体是否或如何铺设走线槽盒,应根据实际装置规模和机房设计情况灵活掌握,不可一概而论。
(3)通讯网络系统:系统配线应包括由DCS供货商提供的专用通讯、电源、信号电线电缆及接地线和由设计部门提供的供电(包括220V交流供电线缆和24V直流配电线)、信号和接地系统线缆。
通讯网络电缆都由供货商提供,在安装时应根据系统要求网络电缆的走线位置和走线方向,避免外界触碰应沿机柜拐角走线,避免与供电线(特别是220V交流无屏蔽线)平行走线,冗余网络的A、B缆应分别布置并相隔一定距离;对于网络接头有特殊力矩要求的应按照要求施工,网络屏蔽线必须连接正确。应对网络全程进行屏蔽,最起码也要使用塑料管进行防水防鼠保护。
(4)供电系统:包括220V交流供电线缆和24V直流配电线。应使用槽盒或单独穿管走线,避免与信号线平行布线(特别是220V交流供电线)。压线应保证质量,线芯毛刺应剪除以避免短路。
(5)I/O信号:信号线的屏蔽应接地以避免干扰,但必须只有一端接地。
(6)地线:应根据系统要求配置。对于在安全栅上进行4~20mA→1~5V转换的系统,安全栅的信号接地应特别关注。因为,信号参考地的俘空有可能导致整个相关系统信号的失效。
三、维护安全:日常维护及检修时的安全考虑
这主要包括日常维护巡检、备品备件的储备、故障发生后的及时处理
3.1日常维护
为保证DCS正常运行,系统要有一个良好的运行环境,这主要体现在机房内的环境温度范围和空气清洁程度。DCS系统的最佳工作温度应保持在23±2℃范围内。空气洁净可以避免产生通风不畅,带来散热设备特别是大容量电源和CPU卡件等设备表面温度超高而造成系统断电及由于静电引起各个卡件的异常工作。为此,日常点检应重点检查空调、电源设备及风扇,卡件的运行状况,定时清扫加湿器。通过查看状态指示是否正常、电源和风扇运行有无异常声音、提前发现设备可能存在的故障隐患并及时采取措施,避免事故的发生。
3.2系统组态修改
在系统运行过程中,尽量避免大量的组态修改。能在操作站上修改的,在操作站上改,并对控制器进行存盘或同时在工程师站修改存盘,避免以后下装后出现数据库内容不匹配。由于某些原因必须进行系统组态修改并下装后,应及时进行系统备份,以避免在硬盘故障不能恢复时出现的控制器实时数据库与工程师站备份数据库不一致,从而造成操作混乱。在开工期间一定不能做离线下装。
3.3备品备件的储备
根据维护经验,应该在系统定货时订购合适的备品备件种类和数量。但由于实际过程中,系统故障类型发生的不确定性有可能带来备件储备的不平衡问题。因此,在DCS系统维护过程期间根据实际的备品备件消耗情况随时充实备品备件的储备非常必要。但一般说来,各类型的电源设备、专用风扇和后备电池、控制器CPU卡、通讯卡、I/O卡,电子单元的控制卡,操作站专用键盘,显示器等应必须保证至少不少于一个备件。尤其是硬盘,应该保证有系统启动硬盘备份,避免由于系统启动硬盘损害不能技术恢复而带来整个系统的瘫痪。
3.4故障的及时处理
制定日常巡检制度和检查内容很重要。通过巡检制度可以预见故障的发生,象系统主要设备和卡件可以通过系统报警状态和各卡的运行灯状态进行监视。对于空调设备的运行状况,可以通过温度计有仪表值班人员完成监视;对于电源、风扇设备通过异常的声音来判断。
在维护人员发现或接到系统故障信息后,应及时进行处理。对于可能影响整个系统安全的故障处理应有两人以上协商处理,避免发生人为失误。同时,防静电手连等类似器械的使用是必须的,以防止损坏带集成电路设备。
通过以上分析,上述三个方面,如果重视并处理好DCS系统的安全问题,避免人为造成的设备隐患,再加之DCS系统本身的高可靠性,DCS系统的安全必将有更可靠的保证,DCS系统的应用发展前景将一片光明。
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