集散控制系统(英文简称:DCS)从诞生至今,经过了几十个年头。在这其间，控制技术、计算机技术、通讯技术、CRT技术、微处理器及其超大规模集成电路（VLSI）技术等相关技术的迅猛发展极大地促进了DCS系统的发展。现今的DCS系统具有通用性强，系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，人机界面友好，安装简单规范化，调试方便，运行可靠的特点，为DCS系统的应用创造了广阔天地。

    我国的水泥企业在未来的十年将面临着市场和能源、清洁生产和环境保护、高效和规范、负责和协调的挑战。节能、环保、安全、高效是每一个水泥企业必须要面对的课题。要想实现这四大目标，DCS系统是必不可少的重要工具。因此，如何更好的应用DCS系统、维护好DCS系统是每个水泥企业必须做好的工作。

    我司在2005年新建一条年产200万吨水泥生产线，于2006年7月全线顺利投产。该生产线采用的是北京和利时的MACS V系统（以下简称MACS系统）。本文结合MACS系统使用的实际情况，谈谈DCS系统在水泥厂应用的一些心得体会。

一、系统的易学易用性

    “工欲善其事,必先利其器”。DCS系统要想在水泥厂应用好，就要根据水泥厂的特点选择一个好的系统。
现阶段，主流DCS系统的功能都非常强大，能满足水泥厂的大多数要求。因此，在选择系统时，在技术的先进性方面不用考虑的太多；从用户角度最需要考虑的，是系统的易学易用性。考核系统的易学易用性的一个重要指标：是否是中文系统；不仅操作员的操作界面，系统的软件组态平台是中文的，系统提供的电子文档资料、文本资料也要是中文的。

    DCS的操作一般都很简单方便，很容易学会，对于工艺操作人员不必讲多少复杂的计算机原理和内部结构，着重教会他们实际使用方法和操作要求即可。国产知名DCS一般全部汉化，不存在使用语言问题。我司的操作员大多数只有高中、中专的文化水平。在系统投运以前，维护人员对操作员大概有半个小时左右的时间培训；其后操作员通过实践操作，互相交流经验，较短时间内就轻松地实现上岗操作。企业生产半年多来，没有出现过因为不懂DCS的操作,而出现设备或安全事故。

    国外的DCS系统往往是中英文混杂，没有彻底地对整个系统进行汉化。我们的操作人员，维护人员的英语水平不高，对于显示和打印的内容，特别是繁多的缩写符号看不懂，记忆困难，影响了DCS的使用效果。尤其对维护DCS的工程技术人员，需要接触系统深层次的内容，往往这些内容绝大多数都是英文的,对维护人员熟练掌握，灵活使用DCS形成了一道比较难逾越的障碍。

    因此水泥厂选择DCS时，尽可能的选择中文化比较彻底地系统，方便以后的使用和维护。

二、备品备件的管理

    DCS系统的日常维护中，有一个重要的工作内容：保证有充足的备品备件。水泥厂实际的工艺要求一般都会与最初的设计有一定的差距。从DCS调试初期一直到正常生产一两的时间里，增加或改变由DCS控制设备的要求会一而再，再而三的提出；或者因为各种原因造成系统部件的损坏，需要更换新的部件。这些工作都离不开备品备件。
现阶段，各个厂家的DCS的主要部件都是专用的；通用的只有操作员站、工程师站、（有些还有服务器）的计算机，UPS电源，部分通讯产品等；现场使用的主控制器、模块、模板等都是专用的，而这些部件在正常生产过程中都是易耗品，别家的产品是无法替代的，除非你把整个系统更换掉。要购买，只能向DCS厂家购买，而且要早筹划。

    从实际的使用情况看，通用产品如计算机一般无需配件；只有部分核心的网络部件，如系统总的网络交换机可有适当的备件（如果防雷接地做的不好，网络交换机容易受雷击损坏，尤其是生产线的试机试产期间）。系统的专用核心部件，如现场控制站主控制器，条件许可一定要配；但无需多，有一两个即可，一是主控制器不容易坏，二是这东西贵。DCS的专用模块、部件可适当多点（以我司经验各类模块、模板各有五六块即可）；损坏的模块可返修（以和利公司为例，其专用产品部件提供终身的免费维修），返修后可照常使用。

    国内具有自主产权的DCS系统，其产品部件采购相对容易（以我司为例，最多一个月内备件就能采购回来）；进口的DCS系统相对要麻烦。如果是进口的系统，采购一定要注意其产品的供应周期，如果其产品在国内没有存货，则一定要提前采购，否则需要用时有钱也买不到产品，影响了正常的生产。

三、DCS厂家全面的技术支持

    要充分发挥DCS系统的作用，达到实用、操作方便、功能强的要求，维护人员对于DCS组态方法、技巧及系统功能要力求吃透，充分掌握、理解，并通过实际应用、发现不足，逐步对组态设计进行完善、修改。维护人员仅靠自己个人的摸索达到这一要求，那是一个相对漫长、艰难的过程。因此，维护人员要快速成长，除了自己努力和勤奋外，离不开DCS厂家的全面的技术支持。

    DCS厂家一般的都会给最终用户的维护人员，提供相应的技术培训。但培训内容比较注重的一些基础性的知识，培养用户对DCS的一些感性认识，让用户熟悉系统的基本操作，使得培训人员具有一定的DCS基础。但课堂的培训，也有一定的缺陷，往往忽视了应用软件和今后继续开发所需要的知识，造成了日后维护和开发的困难。

    维护人员在系统组态调试的初期，就要与厂家的工程技术人员一起参与工作实践。在实际工作的过程中，会遇到各种各样的问题，这些问题在厂家培训的内容中是不会提到的。如我司在组态过程中，就遇到了现场控制站之间通讯的问题（在培训时，只有一个现场控制站提供给我们培训用）。在实际的组态过程中，我们一是查找厂家提供的技术资料（资料是中文的，而且还有图形对照），二是向厂家的工程技术人员咨询（厂家给我司配备了专业工程技术人员，从合同签定开始一直到现在），双管齐下，迅速地解决了问题。通过不断解决实际问题，维护人员才能迅速的成长起来。

    DCS厂家全面的技术支持，不仅包括相关的技术培训、详尽的技术资料，厂家工程技术人员的项目调试经验，同时也包括厂家软件平台所使用的功能模块，尤其是针对某一行业使用的特殊模块。DCS的软件平台一般都会带有丰富的功能模块，这些基本模块往往是通用性很强，使用起来比较繁琐；又或者厂家DCS多数只运用于某一行业，其所带功能模块往往都是针对该行业的，在别的行业使用起来不太方便。

    以我司为例，MACS系统有面向多个行业的功能模块库，如火电、石化、水泥。火电厂的动力设备不多，其开停设备一般情况下采用脉冲信号的形式，即开停机各有一个开关量输出点；而水泥厂的动力设备非常多，大部分的设备开停都采用电平信号的形式，即开停机只要一个开关量输出点。如果水泥厂的设备开停都采用脉冲形式，必然成倍增加硬件的投入；如果使用火电行业的模块，对模块需要使用较多辅助手段，大大增加了的日常维护工作，使用起来也很不方便，极易出错。和利时提供了一整套针对水泥行业的功能模块，上面提到的问题在水泥模块轻易就得到了解决。

    又比如，在水泥厂里电磁信号干扰源（如大功率的电变频设备）很多，这些设备在某些时候某些地方，会影响DCS和现场设备的正常通讯，造成了生产不能正常的连续运行。在现场通过一些技术手段解决这类信号传输不稳定的问题也不是不可能，但往往要么投资大，要么实施起来困难大。后来，我们发现厂家提供的功能模块里就有针对这方面的处理；通过调整传输信号的消抖时间很快就解决了问题。这就是强大的行业功能模块给我们带来的方便。

四、应用软件修改需谨慎

    DCS系统第一次投用时，应用软件的应用开发往往是最基本的功能。DCS投入一段时间后，应用软件继续开发的工作会提到日程上来。对DCS应用软件进一步消化吸收，对应用软件进一步修改和补充，如对画面的修改完善，增加对生产操作更为重要的画面，控制方案的修改完善，开发先进控制软件等等，这些都要求不断修改软件，但修改应用软件一定要谨慎。

    修改应用软件一般包括两个方面:一个是操作员的操作画面，另一个是现场站的控制程序。维护人员必须清楚这两个方面的更新工作，会给企业的正常生产带来什么样的影响（比如说：更新过程中或更新后现场电机的突然起动或停止，已经打开的电动阀门突然关闭等）！这些影响在培训中可能已经知道，但这些影响还必须在试机试产初期进行实践检验。

    以我司为例，调试初期我们就对MACS系统的画面更新、服务器下装、现场控制站下装进行一一测试。画面更新只需简单进行文件覆盖即可；服务器下装会引起操作员界面数据三四秒的停顿，不影响现场控制站的运行；现场站控制方案修改下装，可不限制的进行。我司DCS自投入运行来，从来没出现因为应用软件的修改更新而引起设备的误开误停（关）。如果DCS经实践检验，有出现误开误停（关）的情况，一定要引起高度重视，要制定相关的应用软件更新操作的规章制度，保证更新操作的安全执行。

    随着DCS应用的不断深入，维护人员可能需要开发新的功能模块，以满足生产的需要。开发新的功能模块要模拟各种条件进行测试，看其是否能达到实际的需要。维护人员要尽可能考虑周全，尤其是在各种特殊条件下，能否保证现场设备的安全运行，保证不发生人身安全事故。各种情况下的测试工作，尽可能在系统的离线仿真模式下进行。如果在线测试新的功能模块，必然要频繁更改程序，下装应用软件，极易引发误操作，影响现场控制站的稳定运行。我司的维护人员充分使用了MACS系统自带的离线仿真测试功能（主流DCS系统一般都有此功能），开发的新功能模块效果比较好，大部分都一次投入成功。

    企业转入正常生产后，大部分的控制方案基本成型，无需再修改。但有些特殊情况，还是会要求维护人员修改程序。比如现场设备的保护装置失效，短时间内无法修复，但设备又不能长时间停止，电（仪表）工就会通知DCS修改程序，暂时撤消设备保护。维护人员应联系相关人员确认情况后（比如：确认相关的生产人员已知道情况、中控操作员加强了对该设备的监视、现场设备维护人员做好了相应辅助措施、巡检工加强了该设备的现场巡检等）才可修改程序。同时修改的内容也要备录在案，对撤消保护设备运行情况要持续主动跟踪。一旦知道现场保护装置能正常使用后，DCS系统的设备保护程序也要投入使用；如果设备的保护装置较长时间不能恢复正常，应及时向厂里相关责任人反映情况，提出相应的整改措施，以消除设备正常运行的安全隐患。

    日常的维护工作中，有一个容易遗忘的工作，那就是对应用软件的备份。应用软件的备份工作，尤其是在系统调试初期非常重要。DCS投入运行初期，控制方案有较多的调整；有些时候，方案不管怎么调整都不能达到要求，往往需要返回原来的方案才符合要求；但这时方案已修改太多，时间上已经不允许一点一点把方案复原；这时，把备份的方案导入可顺利的解决问题。

    将备份方案导入解决问题的方法也有一定的弊端。备份方案导入时，会把一些有用的工作给抹掉了，而这些工作往往在做完后就忘记了。因此，这种方法不到万不得已不要使用。要想消除这种方法带来的弊端，可以对应用软件的修改一一记录在案；出现问题后，可根据记录一一复原。将备份方案导入解决问题的方法，往往是恢复DCS正常运行的最后一种手段，是救命的最后一根稻草，所以备份软件的工作切不可忘记。

五、加强现场控制站的设备巡检

    DCS系统的硬件分为两个部分，一部分是中控室内的各种功能的计算机，一部分是电气室内的现场控制站设备。中控室内的各种功能的计算机（主要是操作员站、工程师站用的；有些系统还有服务器计算机），因为设置在环境条件较好的控制室内，只要不出现人为故意破坏，出现问题的概率不大。现场控制站的设备因所处环境较差，各种复杂的情况都会出现，虽然采取了一定的措施对设备进行保护，仍不可避免会出现故障情况。

    维护人员在现场巡检时，首先要检查现场控制站的环境是否符合运行要求。

    水泥厂扬尘比较大，如果门窗没有紧闭，不用很长一段时间就会在现场机柜内积累一层厚厚的灰尘。厚积的灰尘严重影响了模块的散热，造成模块长期在高温下工作，缩短了模块的使用寿命；同时厚积的灰尘极易造成模块电路板的短路，直接损坏模块。即使门窗紧闭，在机柜内仍然会有灰尘积累；因此隔一段时间维护人员就要对现场控制站的设备进行吸尘处理。除了检查灰尘外，维护人员还要检查环境温度。一般而言，现场控制站的房间内都有降温措施（以我司为例，房间内都有空调）。巡检时，要检查空调是否有在工作，空调是否有足够的制冷效果，保证设备能在合适的温度下运行。

    DCS的现场设备大部分都有系统自诊断的功能，设备的运行情况可以方便的在操作员站查到。维护人员在现场巡检时，一要注意运行状态不能在中控监视的设备，如电源模块；对于中控能监视其运行状态的设备，则要注意其状态的信号灯是否正常。二要注重检查现场站的辅助设备，主要是UPS电源。对于UPS电源的维护要注意如下几个方面：

    1. 每月至少一次切断供电电源,让UPS 逆变工作,要求供电30分钟。如果长期不进行逆变工作,UPS 内蓄电池会老化、变质或稳压不起作用；一旦出现电源网系统故障,必然对DCS造成损失；

    2. UPS应定期清洁保养,勿沾染灰尘,确保机器寿命；

    3. 检查各连接线,并防止碰撞或松动以及潮湿；

    4. UPS 进出风口要保持通畅,检查进出风口是否有异物堵塞。

    上述所说的内容是DCS系统在水泥行业应用的基本经验，仅靠这些想应用好DCS系统是远远不够的。因此，我们必须在坚持水泥行业实际情况的基础上，深化DCS系统的各项应用，结合新的技术、新的手段，大胆创新，有效提升系统的各项性能指标，才能在水泥行业真正实现节能、环保、安全、高效的目标。