（新疆煤炭设计研究院有限责任公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830091）
摘要：DCS控制系统主要是以电脑为控制中枢，以internet为桥梁，通过过程监控与控制来完成对各种工业设备的有效控制，与此同时，实现对生产全程的有效控制。应用到多种技术，例如网络通讯、计算机、多媒体等各项技术。具有一些特征，能够提供通讯与人机界面等各种不同的功能。关于网络的环节，DCS网络属于该系统的中枢神经。同时，具有较高的安全性，能够全面确保设备的安全。此外，引入双冗余的控制系统技术。在运行过程中，要是其中的关键控制单元发生故障，通常有关冗余单元将迅速转至别的程序上，以保障安全。
关键词：DCS系统；工业自动化；应用分析
一、DCS控制系统
DCS控制系统属于分散式的控制系统，以网络通信技术为纽带，通过多项计算机系统技术的有机结合，形成了新型的控制系统。DCS控制系统具有优良的控制功能，人机操作界面友好，系统可靠性高，在化工自动化控制中发挥着重要的应用价值。在未来发展中，DCS控制系统的应用范围将逐渐扩展到制药、建材等领域的自动化生产活动中，进一步推进社会的稳定持续发展。
DCS控制系统可以实现连续、顺序控制，可实现串级、前馈、解耦、自适应以及预测控制，其系统组成方式十分灵活，可以由管理站、操作员站、工程师站、现场控制站等组成，也可以服务器、可编程控制器等组成。在具备管理级的系统中，DCS还可以根据企业整体管理需求实现与更高级别管理系统的连接，实现企业其它管理功能的集中管理与操作。
二、DCS自动化控制系统的功能分析
DCS自动化控制系统的主要功能特点为实时性、参数调整、报警功能和监督功能四部分。实时性是指系统可通过控制站建立生产系统的输入/输出服务，并在生产过程中对现场的数据进行采集，使操作人员能对化工生产中的整体运行情况进行及时、准确的了解。参数调整功能是指DCS系统可对化工生产系统的参数进行及时、准确的调整，确保生产系统中压力、温度、液体流量等参数达到最佳状态。
DCS系统的自动调整功能不仅能为企业的安全生产提供技术保障，还能减少原料和能源的消耗，降低生产成本，提升企业的经济效益。报警功能是对生产系统中的开关量、硬件设备和系统运行状态进行报警监视，然后利用系统中的自动控制系统对异常情况进行报警提醒，工作人员可通过对报警时间、报警地点、报警信息的分析，对故障进行排除，减少恶性事故的发生。监督功能是系统以正常状态下运行参数的积累数据为基准，将当前运行参数与之对比，根据对比结果对当前运行状态进行判断，若出现异常情况则可根据生成的工作日志寻找故障源，减少化工生产中的损失。
三、DCS系统的结构图及应用
一般地来说，DCS的结构图是以计算机网络为基础，并且连接在网络上的三类节点―面向被控过程现场的现场I/O控制站、面向DCS监督管理人员等的工程师站。
具体分析来说是，现场控制器部分是用来控制现场所有的设备，在工作原理上采用DDC运算能力，同时还可以对那些稍微复杂的功能进行控制，而它的数据采集是由微型计算机、输入通道和输出设备等组成并进行数据处理。在它的采集过程数据中是用来显示、记录、分析处理和打印制表。
而操作员站是特别为操作人员进行提供的一个人机界面，确保操作员及时了解现场运行状态、运行参数，并可通过输出设备让操作人员方便快捷的了解设备故障信息。同时还可以对历史数据进行处理，调用历史数据库完成运行报表等。并用于完成上述功能的软件，包括趋势显示、历史数据库存储、事件记录打印和报警处理。
工程师站是采用通用微型计算机工作站进行离线配置和组态。在实际工作中，它第一时间会把相对应的模块调到显示器屏幕上，最后再进行有关特殊规定进行逐一的填写。在这方面的操作时应该注意的是当用户需要变更控制方案时，我们不必改变接线，只要重新组态即可。说起组态的措施具体为：
首先要建立一个目标工程。在正式应用组态前，在此工程名称的基础上就会自然形成工程数据目录。这个确定好以后再确定测点清单等内容，比如说IO单元的配置及测点分配等。在系统组态设备方面，我们可以采用图形方式，因为系统网络上连接的每一种设备都是与某个基本图形对应的。
四、一种基于ARM分布处理单元结构的设计
这种单元结构，它可以分为上层网络模块，存储器模块，电源管理模块等。实际上，这种单元结构是由控制器和存储模块这两大部分组成。具体地工作原理体现在上层网络模块它有冗余网络和实现主/冗余分布处理单元进行数据交换的网络，而下面的网络模块是由分为主次的2条485网络组成。
五、DCS系统维护分析
随着信息技术的不断发展DCS系统也逐步向集成化、开放化、智能化方向发展，实现了开放式的通信系统，与管理信息紧密的结合，使其能够实现可靠的实时全数字技术，将成为新一代的DCS。但是在应用中也要注意DCS系统维护。
实际中，为了掌握DCS的运行及发现和消除运行设备的异常和缺陷，我们要及时对DCS设备进行不定期巡视检查。首先要检查的就是工程师站、通信网络、电源、操作员站等状态是否正常；其中它的冗余设备应处于激活状态。同时还要做好DCS系统与DEH系统是否同步等。
六、常见故障及处理措施
6.1软件故障及其处理措施
此故障主要来自应用软件。比较常见的故障包括兼容性不高，不能填充，以及软件缺陷造成的问题。具体来说，对于DCS系统来说，其软件一般包括操作员站、服务器、配置和工程师站等软件。他们有不同的功能，也有自己的特点，一般来说，不同的服务商，有时他们之间的冲突，最终使系统不能工作。软件故障的具体措施如下：首先，测试设备将具有兼容性，通过这种方法来消除问题；其次，检测软件下，是否这类问题；再次，要开发的软件管理系统，并逐步在实践中是通过刚性的制度进一步规范软件的使用进行了优化，减少由此产生的故障。
6.2操作故障及其处理措施
故障的主要特征是设备经常发生故障，或者不接受指示，不能顺利运行等。故障形成的原因包括以下几个方面：首先，计算机，例如，受影响的计算机或网络延迟操作，或因动力性能较低，无法承担繁重的任务，反映慢；再次，容量不正确设置单片机，或长时间清理电脑机箱，导致波纹管失效或接触不良等记忆卡。这些问题会导致电脑死机和蓝屏。如果你想处理这种故障，应该是正常的维护工作，包括以下几个方面：首先，要安装防病毒软件和加工的科学选择，会尽快更新病毒库，为了完全在一个安全的环境，保护计算机的工作，其次，MCU容量应合理设置，防止其容量太大或太小。
6.3网络故障及其应对措施
这种故障往往发生在运行时间，特别是根据部件的不同，它可以分为两种：系统和控制网络。对策包括：接地防止耦合干扰，一般采用交换法进行检测。
6.4干扰故障及其应对措施
当系统工作时，它会传递大量的数据、指令等。当许多因素干扰通信，如电磁线圈对模拟逆变器的干扰，通信设备的干扰，在这种情况下，将导致设备不能正常工作，通信故障的问题。为了解决这个问题，我们必须仔细检查设备的接地，同时添加滤波器，利用这种方式降低载波频率转换器，并最终减少外部干扰。
除此之外还要做好对那些发现参数异常现象应及时进行检查或校准，并做好记录；对历史数据存储设备应处于激活状态；软驱及光驱在使用一段时间后，要定期清洗。并且要做好模件进行检查和试验的试验控制柜。试验控制柜应该具备对各种模件、稳定性检查的功能，以便对电缆、端子板及电源进行可靠性、功能性、稳定性检查。
参考文献
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