淺談DCS系統(tǒng)的安全

1、 淺談DCS系統(tǒng)的安全 隨著科學技術的迅猛進展，企業(yè)的自動化水平也在不斷的提高，高科技的投入也越來越大。近十年以來，在我國大型企業(yè)特殊是流程行業(yè)，作為現(xiàn)代企業(yè)自動化應用水平重要體現(xiàn)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應用。 常規(guī)儀表向DCS系統(tǒng)的改進，盡管在諸多優(yōu)點，但仍舊有些需要DCS系統(tǒng)設計、施工及維護單位必需留意的問題：常規(guī)的電三型儀表，基本上是真正的分散式結(jié)構(gòu)，一塊表只負責一個輸入或（和）輸出，當故障發(fā)生時，只影響到一個輸入或（和）輸出信號。但DCS系統(tǒng)則不同，盡管DCS系統(tǒng)秉承集中管理、分散掌握的原則，其掌握或檢測的最小單位為一個通道（即一個輸入或（和）輸出信號），但由于DCS系統(tǒng)的固有特性和較

2、嚴格的環(huán)境條件，勢必將打算其故障發(fā)生時并不會如此簡潔，如通訊故障、電源故障、電纜故障的發(fā)生可能要影響局部設備、部分裝置乃至整個裝置的操作平安。因此，對于DCS系統(tǒng)的開發(fā)維護人員，有必要加強對DCS系統(tǒng)平安問題的重視，以期盡量避開或削減故障的發(fā)生，確保服務裝置的平安。依據(jù)多年的開發(fā)維護實踐，我認為，DCS系統(tǒng)的平安從不外乎兩個方面：軟件和硬件。從軟件上看，主要包括系統(tǒng)軟件、組態(tài)及開發(fā)的應用軟件。由于現(xiàn)在常見的DCS系統(tǒng)如HONEYWELL、YOKOGAWA、FOXBORO、ABB、FISHER_ROSMENT等公司在系統(tǒng)軟件開發(fā)方面已經(jīng)相當成熟，其對應的組態(tài)軟件也供應了完善的檢驗功能，唯一可能存

3、在問題的是使用系統(tǒng)供應的開發(fā)語言或工具（如梯形圖、CL語言、TCL語言等）編制的挨次程序、聯(lián)鎖程序或其他應用程序。這部分問題的解決只要在測試時進行嚴格檢查一般不會存在問題。在這里，我想著重對硬件可能存在的平安問題進行以下分析和探討：一般說來，DCS系統(tǒng)的平安可以分三個方面（或階段）來考慮：l設計方面平安2集成方面平安3維護方面平安1。設計平安：是指在設計部門和供應商進行系統(tǒng)初始配置時的硬件及環(huán)境設計考慮這是整個DCS系統(tǒng)平安的關鍵所在，將直接影響到以下兩個平安因素和將來DCS系統(tǒng)的正常運行。這其中包括：環(huán)境設計：如DCS的操作室和機柜室的布局、地面樣式或地板選擇、墻壁類型、照明方式、地磁電磁干

4、擾、隔斷選擇、隔音效果、空氣干凈度保證、恒溫、恒濕及通風設計等，這其中應當著重強調(diào)的是恒溫及通風設計。我們認為，在保證DCS系統(tǒng)硬件環(huán)境溫度在23±2的基礎上，可以盡量避開選擇集中式空調(diào)或恒溫恒濕空調(diào)，以節(jié)省資金并削減空調(diào)維護難度。保證通風力量的緣由是在滿意機房空氣干凈度要求的基礎上進行新奇空氣的補充，避開操作室內(nèi)空氣渾濁，影響操作維護人員平安，比較典型的設計可以考慮分體式空調(diào)加過濾換風機的配置方案。另外，分體式空調(diào)的選擇也很關鍵，應選用進口或國產(chǎn)名牌產(chǎn)品并雙機運行。當然，在資金允許的狀況下，選擇質(zhì)量牢靠的集中空調(diào)也未嘗不行。但必需留意兩個問題：一是空調(diào)出入風道的設計位置在考慮調(diào)整效

5、果的基礎上應避面正對機柜，防止夏天冷凝水滴落到頂部開孔的機柜內(nèi)部而帶來設問題；二是由于機柜室有諸多熱源，應考慮機柜室與操作室的供冷供熱的平衡問題。供電及電源設計：UPS的選擇：應依據(jù)DCS系統(tǒng)的要求選擇合適功率的UPS，UPS備用電池備用間可以依據(jù)系統(tǒng)滿負荷工作30分鐘來考慮。由于UPS的故障不行避開，因此，UPS類型應考慮能夠在線更換，避開更換或修理UPS影響DCS系統(tǒng)的運行。對于重要裝置應考慮雙機熱備，但就現(xiàn)在的此類雙機熱備UPS，其同步常消失問題而影響后備切換。因此，UPS的選擇應慎重。電源選擇：包括220V溝通分電盤和220V24V（或12V、5V）電源。對于掌握系統(tǒng)應保證交直流轉(zhuǎn)換電

6、源冗余，冗余電源輸出應通過肖特基二極管并接（除非源說明可以直接輸出并接），并避開冗余電源由一個溝通分電盤供電。一般說來，此類電源的配置由DCS系統(tǒng)供貨商供應，但此時應留意，要避開多個溝通電源緊密布置而帶來的散熱效率不佳的設計布局，同時，向供貨商要求供應的同類備用電源應不少于實際配置的20%（每種類型應至少有1個備件）。另外，24VDC電源選擇應考慮帶故障報警輸出功能，并通過DI卡件輸入DCS進行實時檢測報警；假如的確沒有故障輸出報警，應考慮使用并接繼電器的方式間接接入DCS完成。通風及冷卻設備選擇：應保證整個系統(tǒng)全部設備的通風力量。特殊是交直流電源設備、掌握設備和大功率二極管。機柜的前后門應視

7、內(nèi)部實際設備的散熱忱況確定是否增加風扇等制冷設備。由于冷凝水問題，應盡量避開使用頂部直接排風方式（特殊是DCS系統(tǒng)機柜），而且，機柜內(nèi)部最好由供應溫度檢測報警。過濾設備：在保證發(fā)熱設備通風制冷的基礎上，應削減灰塵和腐蝕性氣體進入機柜或設備。因此，必需重視過濾網(wǎng)的使用。系統(tǒng)配線：應包括由DCS供貨商供應的專用通訊、電源、信號電線電纜及接地線和由設計部門供應的供電（包括220V溝通供電線纜和24V直流配電線）、信號和接地系統(tǒng)線纜：系統(tǒng)配套通訊、供電、信號及接地電線纜：應檢查其連接質(zhì)量。220V溝通電線纜：主要是向各個子系統(tǒng)，顯示器、打印機等外設的供電。依據(jù)實際消耗功率確定供電線芯截面積，一般應選擇不小于2.5mm2的三芯硬銅線。在供電距離較近（如在機柜內(nèi)部或相臨機柜），可使用兩條或三條單芯硬線。在供電距離較遠時，應考慮使用鎧甲屏蔽電纜。為避開干擾其它信號，全部溝通電線纜應走槽盒或穿管（屏蔽絕緣電纜依據(jù)實際狀況可敏捷鋪設），而且，防護金屬盒或管應牢靠的接地。24V直流電線：DCS系統(tǒng)的監(jiān)控設備的外供電一般為系統(tǒng)內(nèi)部供應的24V直流。需要在集成安裝時的24V供電一般為驅(qū)動繼電器輸入輸出、現(xiàn)場變送器等I/O設備或DCS系統(tǒng)的某些終端板的外供電。一般可選用不小于1mm2的一般電線或銅網(wǎng)屏蔽電纜即可，當設備負荷