集散控制系統(英文簡稱:DCS)從誕生至今,經過了幾十個年頭。在這其間，控制技術、計算機技術、通訊技術、CRT技術、微處理器及其超大規模集成電路（VLSI）技術等相關技術的迅猛發展極大地促進了DCS系統的發展。現今的DCS系統具有通用性強，系統組態靈活，控制功能完善、數據處理方便，顯示操作集中，人機界面友好，安裝簡單規范化，調試方便，運行可靠的特點，為DCS系統的應用創造了廣闊天地。

    我國的水泥企業在未來的十年將面臨著市場和能源、清潔生產和環境保護、高效和規范、負責和協調的挑戰。節能、環保、安全、高效是每一個水泥企業必須要面對的課題。要想實現這四大目標，DCS系統是必不可少的重要工具。因此，如何更好的應用DCS系統、維護好DCS系統是每個水泥企業必須做好的工作。

    我司在2005年新建一條年產200萬噸水泥生產線，于2006年7月全線順利投產。該生產線采用的是北京和利時的MACS V系統（以下簡稱MACS系統）。本文結合MACS系統使用的實際情況，談談DCS系統在水泥廠應用的一些心得體會。

一、系統的易學易用性

    “工欲善其事,必先利其器”。DCS系統要想在水泥廠應用好，就要根據水泥廠的特點選擇一個好的系統。
現階段，主流DCS系統的功能都非常強大，能滿足水泥廠的大多數要求。因此，在選擇系統時，在技術的先進性方面不用考慮的太多；從用戶角度最需要考慮的，是系統的易學易用性。考核系統的易學易用性的一個重要指標：是否是中文系統；不僅操作員的操作界面，系統的軟件組態平臺是中文的，系統提供的電子文檔資料、文本資料也要是中文的。

    DCS的操作一般都很簡單方便，很容易學會，對于工藝操作人員不必講多少復雜的計算機原理和內部結構，著重教會他們實際使用方法和操作要求即可。國產知名DCS一般全部漢化，不存在使用語言問題。我司的操作員大多數只有高中、中專的文化水平。在系統投運以前，維護人員對操作員大概有半個小時左右的時間培訓；其后操作員通過實踐操作，互相交流經驗，較短時間內就輕松地實現上崗操作。企業生產半年多來，沒有出現過因為不懂DCS的操作,而出現設備或安全事故。

    國外的DCS系統往往是中英文混雜，沒有徹底地對整個系統進行漢化。我們的操作人員，維護人員的英語水平不高，對于顯示和打印的內容，特別是繁多的縮寫符號看不懂，記憶困難，影響了DCS的使用效果。尤其對維護DCS的工程技術人員，需要接觸系統深層次的內容，往往這些內容絕大多數都是英文的,對維護人員熟練掌握，靈活使用DCS形成了一道比較難逾越的障礙。

    因此水泥廠選擇DCS時，盡可能的選擇中文化比較徹底地系統，方便以后的使用和維護。

二、備品備件的管理

    DCS系統的日常維護中，有一個重要的工作內容：保證有充足的備品備件。水泥廠實際的工藝要求一般都會與最初的設計有一定的差距。從DCS調試初期一直到正常生產一兩的時間里，增加或改變由DCS控制設備的要求會一而再，再而三的提出；或者因為各種原因造成系統部件的損壞，需要更換新的部件。這些工作都離不開備品備件。
現階段，各個廠家的DCS的主要部件都是專用的；通用的只有操作員站、工程師站、（有些還有服務器）的計算機，UPS電源，部分通訊產品等；現場使用的主控制器、模塊、模板等都是專用的，而這些部件在正常生產過程中都是易耗品，別家的產品是無法替代的，除非你把整個系統更換掉。要購買，只能向DCS廠家購買，而且要早籌劃。

    從實際的使用情況看，通用產品如計算機一般無需配件；只有部分核心的網絡部件，如系統總的網絡交換機可有適當的備件（如果防雷接地做的不好，網絡交換機容易受雷擊損壞，尤其是生產線的試機試產期間）。系統的專用核心部件，如現場控制站主控制器，條件許可一定要配；但無需多，有一兩個即可，一是主控制器不容易壞，二是這東西貴。DCS的專用模塊、部件可適當多點（以我司經驗各類模塊、模板各有五六塊即可）；損壞的模塊可返修（以和利公司為例，其專用產品部件提供終身的免費維修），返修后可照常使用。

    國內具有自主產權的DCS系統，其產品部件采購相對容易（以我司為例，最多一個月內備件就能采購回來）；進口的DCS系統相對要麻煩。如果是進口的系統，采購一定要注意其產品的供應周期，如果其產品在國內沒有存貨，則一定要提前采購，否則需要用時有錢也買不到產品，影響了正常的生產。

三、DCS廠家全面的技術支持

    要充分發揮DCS系統的作用，達到實用、操作方便、功能強的要求，維護人員對于DCS組態方法、技巧及系統功能要力求吃透，充分掌握、理解，并通過實際應用、發現不足，逐步對組態設計進行完善、修改。維護人員僅靠自己個人的摸索達到這一要求，那是一個相對漫長、艱難的過程。因此，維護人員要快速成長，除了自己努力和勤奮外，離不開DCS廠家的全面的技術支持。

    DCS廠家一般的都會給最終用戶的維護人員，提供相應的技術培訓。但培訓內容比較注重的一些基礎性的知識，培養用戶對DCS的一些感性認識，讓用戶熟悉系統的基本操作，使得培訓人員具有一定的DCS基礎。但課堂的培訓，也有一定的缺陷，往往忽視了應用軟件和今后繼續開發所需要的知識，造成了日后維護和開發的困難。

    維護人員在系統組態調試的初期，就要與廠家的工程技術人員一起參與工作實踐。在實際工作的過程中，會遇到各種各樣的問題，這些問題在廠家培訓的內容中是不會提到的。如我司在組態過程中，就遇到了現場控制站之間通訊的問題（在培訓時，只有一個現場控制站提供給我們培訓用）。在實際的組態過程中，我們一是查找廠家提供的技術資料（資料是中文的，而且還有圖形對照），二是向廠家的工程技術人員咨詢（廠家給我司配備了專業工程技術人員，從合同簽定開始一直到現在），雙管齊下，迅速地解決了問題。通過不斷解決實際問題，維護人員才能迅速的成長起來。

    DCS廠家全面的技術支持，不僅包括相關的技術培訓、詳盡的技術資料，廠家工程技術人員的項目調試經驗，同時也包括廠家軟件平臺所使用的功能模塊，尤其是針對某一行業使用的特殊模塊。DCS的軟件平臺一般都會帶有豐富的功能模塊，這些基本模塊往往是通用性很強，使用起來比較繁瑣；又或者廠家DCS多數只運用于某一行業，其所帶功能模塊往往都是針對該行業的，在別的行業使用起來不太方便。

    以我司為例，MACS系統有面向多個行業的功能模塊庫，如火電、石化、水泥。火電廠的動力設備不多，其開停設備一般情況下采用脈沖信號的形式，即開停機各有一個開關量輸出點；而水泥廠的動力設備非常多，大部分的設備開停都采用電平信號的形式，即開停機只要一個開關量輸出點。如果水泥廠的設備開停都采用脈沖形式，必然成倍增加硬件的投入；如果使用火電行業的模塊，對模塊需要使用較多輔助手段，大大增加了的日常維護工作，使用起來也很不方便，極易出錯。和利時提供了一整套針對水泥行業的功能模塊，上面提到的問題在水泥模塊輕易就得到了解決。

    又比如，在水泥廠里電磁信號干擾源（如大功率的電變頻設備）很多，這些設備在某些時候某些地方，會影響DCS和現場設備的正常通訊，造成了生產不能正常的連續運行。在現場通過一些技術手段解決這類信號傳輸不穩定的問題也不是不可能，但往往要么投資大，要么實施起來困難大。后來，我們發現廠家提供的功能模塊里就有針對這方面的處理；通過調整傳輸信號的消抖時間很快就解決了問題。這就是強大的行業功能模塊給我們帶來的方便。

四、應用軟件修改需謹慎

    DCS系統第一次投用時，應用軟件的應用開發往往是最基本的功能。DCS投入一段時間后，應用軟件繼續開發的工作會提到日程上來。對DCS應用軟件進一步消化吸收，對應用軟件進一步修改和補充，如對畫面的修改完善，增加對生產操作更為重要的畫面，控制方案的修改完善，開發先進控制軟件等等，這些都要求不斷修改軟件，但修改應用軟件一定要謹慎。

    修改應用軟件一般包括兩個方面:一個是操作員的操作畫面，另一個是現場站的控制程序。維護人員必須清楚這兩個方面的更新工作，會給企業的正常生產帶來什么樣的影響（比如說：更新過程中或更新后現場電機的突然起動或停止，已經打開的電動閥門突然關閉等）！這些影響在培訓中可能已經知道，但這些影響還必須在試機試產初期進行實踐檢驗。

    以我司為例，調試初期我們就對MACS系統的畫面更新、服務器下裝、現場控制站下裝進行一一測試。畫面更新只需簡單進行文件覆蓋即可；服務器下裝會引起操作員界面數據三四秒的停頓，不影響現場控制站的運行；現場站控制方案修改下裝，可不限制的進行。我司DCS自投入運行來，從來沒出現因為應用軟件的修改更新而引起設備的誤開誤停（關）。如果DCS經實踐檢驗，有出現誤開誤停（關）的情況，一定要引起高度重視，要制定相關的應用軟件更新操作的規章制度，保證更新操作的安全執行。

    隨著DCS應用的不斷深入，維護人員可能需要開發新的功能模塊，以滿足生產的需要。開發新的功能模塊要模擬各種條件進行測試，看其是否能達到實際的需要。維護人員要盡可能考慮周全，尤其是在各種特殊條件下，能否保證現場設備的安全運行，保證不發生人身安全事故。各種情況下的測試工作，盡可能在系統的離線仿真模式下進行。如果在線測試新的功能模塊，必然要頻繁更改程序，下裝應用軟件，極易引發誤操作，影響現場控制站的穩定運行。我司的維護人員充分使用了MACS系統自帶的離線仿真測試功能（主流DCS系統一般都有此功能），開發的新功能模塊效果比較好，大部分都一次投入成功。

    企業轉入正常生產后，大部分的控制方案基本成型，無需再修改。但有些特殊情況，還是會要求維護人員修改程序。比如現場設備的保護裝置失效，短時間內無法修復，但設備又不能長時間停止，電（儀表）工就會通知DCS修改程序，暫時撤消設備保護。維護人員應聯系相關人員確認情況后（比如：確認相關的生產人員已知道情況、中控操作員加強了對該設備的監視、現場設備維護人員做好了相應輔助措施、巡檢工加強了該設備的現場巡檢等）才可修改程序。同時修改的內容也要備錄在案，對撤消保護設備運行情況要持續主動跟蹤。一旦知道現場保護裝置能正常使用后，DCS系統的設備保護程序也要投入使用；如果設備的保護裝置較長時間不能恢復正常，應及時向廠里相關責任人反映情況，提出相應的整改措施，以消除設備正常運行的安全隱患。

    日常的維護工作中，有一個容易遺忘的工作，那就是對應用軟件的備份。應用軟件的備份工作，尤其是在系統調試初期非常重要。DCS投入運行初期，控制方案有較多的調整；有些時候，方案不管怎么調整都不能達到要求，往往需要返回原來的方案才符合要求；但這時方案已修改太多，時間上已經不允許一點一點把方案復原；這時，把備份的方案導入可順利的解決問題。

    將備份方案導入解決問題的方法也有一定的弊端。備份方案導入時，會把一些有用的工作給抹掉了，而這些工作往往在做完后就忘記了。因此，這種方法不到萬不得已不要使用。要想消除這種方法帶來的弊端，可以對應用軟件的修改一一記錄在案；出現問題后，可根據記錄一一復原。將備份方案導入解決問題的方法，往往是恢復DCS正常運行的最后一種手段，是救命的最后一根稻草，所以備份軟件的工作切不可忘記。

五、加強現場控制站的設備巡檢

    DCS系統的硬件分為兩個部分，一部分是中控室內的各種功能的計算機，一部分是電氣室內的現場控制站設備。中控室內的各種功能的計算機（主要是操作員站、工程師站用的；有些系統還有服務器計算機），因為設置在環境條件較好的控制室內，只要不出現人為故意破壞，出現問題的概率不大。現場控制站的設備因所處環境較差，各種復雜的情況都會出現，雖然采取了一定的措施對設備進行保護，仍不可避免會出現故障情況。

    維護人員在現場巡檢時，首先要檢查現場控制站的環境是否符合運行要求。

    水泥廠揚塵比較大，如果門窗沒有緊閉，不用很長一段時間就會在現場機柜內積累一層厚厚的灰塵。厚積的灰塵嚴重影響了模塊的散熱，造成模塊長期在高溫下工作，縮短了模塊的使用壽命；同時厚積的灰塵極易造成模塊電路板的短路，直接損壞模塊。即使門窗緊閉，在機柜內仍然會有灰塵積累；因此隔一段時間維護人員就要對現場控制站的設備進行吸塵處理。除了檢查灰塵外，維護人員還要檢查環境溫度。一般而言，現場控制站的房間內都有降溫措施（以我司為例，房間內都有空調）。巡檢時，要檢查空調是否有在工作，空調是否有足夠的制冷效果，保證設備能在合適的溫度下運行。

    DCS的現場設備大部分都有系統自診斷的功能，設備的運行情況可以方便的在操作員站查到。維護人員在現場巡檢時，一要注意運行狀態不能在中控監視的設備，如電源模塊；對于中控能監視其運行狀態的設備，則要注意其狀態的信號燈是否正常。二要注重檢查現場站的輔助設備，主要是UPS電源。對于UPS電源的維護要注意如下幾個方面：

    1. 每月至少一次切斷供電電源,讓UPS 逆變工作,要求供電30分鐘。如果長期不進行逆變工作,UPS 內蓄電池會老化、變質或穩壓不起作用；一旦出現電源網系統故障,必然對DCS造成損失；

    2. UPS應定期清潔保養,勿沾染灰塵,確保機器壽命；

    3. 檢查各連接線,并防止碰撞或松動以及潮濕；

    4. UPS 進出風口要保持通暢,檢查進出風口是否有異物堵塞。

    上述所說的內容是DCS系統在水泥行業應用的基本經驗，僅靠這些想應用好DCS系統是遠遠不夠的。因此，我們必須在堅持水泥行業實際情況的基礎上，深化DCS系統的各項應用，結合新的技術、新的手段，大膽創新，有效提升系統的各項性能指標，才能在水泥行業真正實現節能、環保、安全、高效的目標。