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1、DCS危险因素分析及对策措施《化工安全与环境》2004年第47期?总第759期?DCS危险因素分析及对策措施邓元胜天津市滨海健康安全环境评价所随着工业自动化水平的不断提高,集散控制系统(DCS)越来越广泛地应用于各个行业.DCS集检测,控制,显示,记录,管理于一身,有强大的控制管理功能.DCS的可靠性对生产装置的安全运行,起着至关重要的作用,因此,有必要探讨影响DCS可靠运行的危险因素.一,DCS危险因素分析1.安装环境在安装现场,DCS会受到腐蚀性气体,尘埃,温度,湿度,电源质量,接地阻抗,噪声,振动,鼠害和人的影响,从而影响其正常工作.1)腐蚀性气体.腐蚀性气体可以损害密封线
2、路,卡槽镀金弹片顶部,镀铜印刷电路板,镀银移动部等.2)尘埃.附着在集成块上的灰尘会影响其散热或引起接触不良,尘埃中的金属颗粒和灰尘不仅会磨损磁头,还会引起数据的读写错误,以及使印刷电路或半导体端子间绝缘不良.3)温度.温度对元器件,电阻,电容,绝缘材料和金属构件均有影响,在超过规定温度工作时,温度每增加10~C,元器件的可靠性降低10%,电容器的使用时间将下降50%,温度的升高还会导致电阻器额定功率和绝缘性能的下降以及金属构件的变形.4)湿度.在相对湿度保持不变的情况下,温度越高,水蒸气对计算机设备的影响越大,水蒸气压力增大,水分子易于进入材料内部.相对湿度越大,水蒸气在元器件
3、或材质表面形成的水膜越厚,以至造成"导电小路"和飞弧.5)电源质量.电源的质量取决于电压波动,频率波动,波形失真率,瞬变浪涌,瞬变下跌,瞬变脉冲,瞬时停电等,低质量的供电不仅会损坏计算机的电源系统,还会对元器件造成损坏.6)接地阻抗.良好接地可防止寄生电容耦合的干扰,防止静电和噪声对元器件和设备的损坏.7)噪声.产生感应噪声的原因有电磁感应,静电感应,静电,无线电电波,雷电,感应性负载,接地电位差等.噪声可造成设备的误动作,会造成零部件的烧毁损坏以及电子元器件性能的劣化和毁坏.8)振动.振动对硬件的损害最为严重,当与大型机组及搅拌设备较近又无避震措施时会受到影响.9)鼠害.老鼠可
4、能咬断DCS的各种电缆,总线和网络.排泄物可能引起电源及电路板的短路.lO)人.操作人员各种有意无意的行为,可能造成软驱,钥匙锁孔,各种开关按钮等的损害,影响使用寿命.2.干扰在自动控制系统中,干扰存在于整个控制过程中,按引入的途径分类有以下几种:1)电导耦合干扰?8?当同一信号回路多点接触地,"大地"成为信号回路的一部分,就可能成为原信号回路的干扰源,特别是出现接地故障电流或直接雷击电流时,将可能出现强大的大地杂散电流,大地上不同的接地点可能出现明显的电位差,可能诱发监测,控制的差错,甚至诱发严重事故.2)电磁感应干扰电力线,电机设备的负荷电流通过电磁感应会对信号线产生干扰.无
5、线电电磁波不但对信号回路产生干扰,而且对DCS显示系统产生严重的干扰,使CRT屏幕上出现麻点和闪动.无线电话机的发射天线,高压电力设备配电开关开闭的瞬间以及电源线断裂的瞬间产生的尖端放电都可能产生这种干扰.磁场干扰主要是由于动力线,变压器和大型用电设备(如电机等)周围的交流磁场所产生的干扰.3)雷电干扰如果控制室防雷接地装置是独立的,它和控制系统的接地体没有足够的绝缘距离时,则它们之间会产生放电(雷电反击),对控制室内的DCS产生干扰乃至破坏.当控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时,在引下线内会通过强大的瞬间雷电流,如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS的电缆(包括电源,通讯以
6、及I/O电缆),则引下线内的雷电流会对DCS的电缆产生电磁感应,将雷电波引入DCS,干扰或损坏DCS.当控制室周围发生雷击放电时,会在各种金属管道,电缆线路上产生感应电压.通过这些管道和线路就可能把高电位引进到控制室传到DCS上,从而对DCS产生干扰或损坏.4)其它干扰电场,电压型干扰源对信号线以及信号线对地之间总有分布电容.通过电容耦合,信号线上势必出现干扰的分流分压.仪表电源的波动,信号线连接点的接触电阻等对电信号传输也会引起干扰.3.元器件老化任何高性能的元器件都会因为长期运行而老化,特别是磁性元件如硬盘,存储器和软驱等,多次的读写会产生坏磁道.如果不及时修补,不仅会丢失数
7、据,还会越坏越严重,以致造成死机等大的故障.元器件老化的速度和发生故障的概率与环境因素是相关的.4.控制精度下降由于环境因素的影响和元器件的老化会使控制精度下降,以致影响DCS系统的正常运行.二,对策措施1,改善外部环境环境因素的好坏主要取决于设计,运输,保管,安装各阶段.在设计时尽量选用DCS原装配件.在运输,开箱,保三皇望竺!竺!:塑::竺:!塑:2leo审oe毛《呜.Q-o管,安装各阶段,严格按照指导说明书要求的环境与步骤进行.为了使DCS运行安全可靠,除了系统的可靠性设计
