关于DCS系统的安全三方面考虑 - DCS系统 - 电工之家
关于DCS系统的安全三方面考虑
根据多年的开发维护实践，我认为，DCS系统的安全从不外乎两个方面：软件和硬件。从软件上看，主要包括系统软件、组态及开发的应用软件。由于现在常见的DCS系统如HONEYWELL、YOKOGAWA、FOXBORO、ABB、FISHER_ROSMENT等公司在系统软件开发方面已经相当成熟，其对应的组态软件也提供了完善的检验功能，唯一可能存在问题的是使用系统提供的开发语言或工具(如梯形图、CL语言、TCL语言等)编制的顺序程序、联锁程序或其他应用程序。这部分问题的解决只要在测试时进行严格检查一般不会存在问题。在这里，我想着重对硬件可能存在的安全问题进行以下分析和探讨：
一般说来，DCS系统的安全可以分三个方面(或阶段)来考虑：
1设计方面安全
2集成方面安全
3维护方面安全
1 设计安全：是指在设计部门和供应商进行系统初始配置时的硬件及环境设计考虑
这是整个DCS系统安全的关键所在，将直接影响到以下两个安全因素和未来DCS系统的正常运行。这其中包括：
⑴环境设计：如DCS的操作室和机柜室的布局、地面样式或地板选择、墙壁类型、照明方式、地磁电磁干扰、隔断选择、隔音效果、空气洁净度保证、恒温、恒湿及通风设计等，这其中应该着重强调的是恒温及通风设计。我们认为，在保证DCS系统硬件环境温度在23&2℃的基础上，可以尽量避免选择集中式空调或恒温恒湿空调，以节约资金并减少空调维护难度。保证通风能力的原因是在满足机房空气洁净度要求的基础上进行新鲜空气的补充，避免操作室内空气浑浊，影响操作维护人员安全，比较典型的设计可以考虑分体式空调加过滤换风机的配置方案。另外，分体式空调的选择也很关键，应选用进口或国产名牌产品并双机运行。当然，在资金允许的情况下，选择质量可靠的集中空调也未尝不可。但必须注意两个问题：一是空调出入风道的设计位置在考虑调节效果的基础上应避面正对机柜，防止夏天冷凝水滴落到顶部开孔的机柜内部而带来设问题;二是由于机柜室有诸多热源，应考虑机柜室与操作室的供冷供热的平衡问题。
⑵供电及电源设计：
UPS的选择：应根据DCS系统的要求选择合适功率的UPS，UPS备用电池备用间可以根据系统满负荷工作30分钟来考虑。由于UPS的故障不可避免，因此，UPS类型应考虑能够在线更换，避免更换或维修UPS影响DCS系统的运行。对于重要装置应考虑双机热备，但就现在的此类双机热备UPS，其同步常出现问题而影响后备切换。因此，UPS的选择应慎重。
电源选择：包括220V交流分电盘和220V&24V(或12V、5V)电源。对于控制系统应保证交直流转换电源冗余，冗余电源输出应通过肖特基二极管并接(除非源说明可以直接输出并接)，并避免冗余电源由一个交流分电盘供电。一般说来，此类电源的配置由DCS系统供货商提供，但此时应注意，要避免多个交流电源紧密布置而带来的散热效率不佳的设计布局，同时，向供货商要求提供的同类备用电源应不少于实际配置的20%(每种类型应至少有1个备件)。另外，24VDC电源选择应考虑带故障报警输出功能，并通过DI卡件输入DCS进行实时检测报警;如果确实没有故障输出报警，应考虑使用并接继电器的方式间接接入DCS完成。
⑶通风及冷却设备选择：应保证整个系统所有设备的通风能力。特别是交直流电源设备、控制设备和大功率二极管。机柜的前后门应视内部实际设备的散热情况确定是否增加风扇等制冷设备。由于冷凝水问题，应尽量避免使用顶部直接排风方式(特别是DCS系统机柜)，而且，机柜内部最好由提供温度检测报警。
⑷过滤设备：在保证发热设备通风制冷的基础上，应减少灰尘和腐蚀性气体进入机柜或设备。因此，必须重视过滤网的使用。
⑸系统配线：应包括由DCS供货商提供的专用通讯、电源、信号电线电缆及接地线和由设计部门提供的供电(包括220V交流供电线缆和24V直流配电线)、信号和接地系统线缆：
系统配套通讯、供电、信号及接地电线缆：应检查其连接质量。
220V交流电线缆：主要是向各个子系统，显示器、打印机等外设的供电。根据实际消耗功率确定供电线芯截面积，一般应选择不小于2.5mm2的三芯硬铜线。在供电距离较近(如在机柜内部或相临机柜)，可使用两条或三条单芯硬线。在供电距离较远时，应考虑使用铠甲屏蔽电缆。为避免干扰其它信号，所有交流电线缆应走槽盒或穿管(屏蔽绝缘电缆根据实际情况可灵活铺设)，而且，防护金属盒或管应可靠的接地。
24V直流电线：DCS系统的监控设备的外供电一般为系统内部提供的24V直流。需要在集成安装时的24V供电一般为驱动继电器输入输出、现场变送器等I/O设备或DCS系统的某些终端板的外供电。一般可选用不小于1mm2的普通电线或铜网屏蔽电缆即可，当设备负荷电流较大时，截面积可适当扩大至2.5mm2。
I/O输入输出信号：普通信号线应以选择屏蔽电缆为佳，比如K系列或J系列专用计算机控制电缆。在资金紧张时，可考虑使BVV或RVV系列非屏蔽电缆，尽量避免使用电线;热偶电线或电缆的选择可根据资金情况确定。
地线：应根据系统要求配置。
端头选择：交流配电、接地、多路设备24VD供电宜选用O型连接，以提高连接质量。I/O接线及现场变送器单路供电，宜选用Y型或一型供电，以方便拆接维护。另外，端头的压接质量应保证。在不使用管状(如威德米勒)的时候应格外重视。剥线长度及压线钳选择应与适合使用的端头，压接时应特别注意避免压到绝缘部分，多余的裸线应剪除，以避免搭接其他金属。
⑹组态配置：装置回路的I/O组态定义数量不应超过系统提供的同类型卡件最大I/O容量的80%，依此来确定系统I/O卡件配置数量，这将给未来的组态调整带来方便。另外，为方便系统运行过程中I/O组态的增加的不便，可以考虑将部分备用通道分别组态为临时回路，需要时可以随时使用。
⑺子系统或节点配置：系统配置应尽量不大于系统允许最大配置的60%，控制系统冗余设计应尽量使用卡件箱箱间冗余配置或机柜内冗余配置，机柜间的线缆尽量减少。备用的卡件或设备数量应不少于20%(包括上面提到的不易采购的电源，风扇等专用设备)。
⑻机柜的选择与布置：一般选择标准机柜800X800X2200，但应在考虑不同系统安全要求的前提下，根据相临机柜走线的要求来确定是否选择相应侧板(应考虑减少侧板后的机柜宽度)。机柜布置应便于施工、维护，状态指示或报警指示等应便于监视，机柜应避免阳光直射。
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DCS系统信号干扰问题
以​昆​钢5​M​W​发​电​系​统​为​例​做​详​细​说​明
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