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摘 要 DCS系統即分散控制系统（Distributed Control System），一般由过程检测、控制、监视及通信系统组成，在泰乐霉素发酵生产中已得到越来越广泛的应用，其设计一般采用分散控制、组态配置，系统基本都采用容错设计，因此某一控制单元故障不会影响整个DCS控制系统。但在系统维护过程中，只有明确风险的存在及风险带来的影响才能够很好的排除故障，最大限度的降低故障带来的影响。这就要求我们不断探索、不断总结，逐步形成一套完整的、自我控制的风险管理机制才能够准确的评估风险，有效的抑制风险。
关键词 泰乐霉素发酵；DCS；可靠性
中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）23-0086-01
1 泰乐霉素发酵DCS控制系统组成
泰乐霉素发酵DCS控制系统主要由现场检测、监视、控制系统组成，系统配置了控制操作站、现场仪表及现场显示等三部分组成。三层设有集中控制室，采用二台DELL工作站，两台为操作员站。上位机软件选用iFIX。控制站采用先进的霍尼韦尔HC900控制器，可实现分散控制、集中监控。泰乐发酵DCS控制系统系统可对温度、压力、流量、液位、pH、等过程参数上下限报警、记录，工作异常报警，以及对各种故障、启停操作有记忆功能，报警上下限可在线修改。
2 泰乐霉素发酵DCS控制系统风险评估
霍尼韦尔的HC900是HONEYWELL公司最新推出的面向混合过程控制和设备集成控制的开放型控制器。该系统的控制软件及状态简单方便，系统可靠性高。但泰乐霉素发酵是连续24小时的生产系统，中间不允许有间断，所以泰乐霉素发酵DCS控制系统最重要的任务就是系统的稳定及可靠，以满足实际生产要求。因此在正常的系统维护时我们要考虑哪些故障及操作对泰乐霉素发酵DCS控制系统系统带来较大的影响，坚决避免灾难性的后果出现，这就是风险评估。
1）系统断电。DCS机柜电源监视模件实时监视机柜电源各电压等级供电电压，包括：5 V、±15 V、24 V、48 V。由于机柜供电系统为接口模件、控制器、控制总线（C.W）、扩展总线（X.W）、I/O端子等提供工作电源，电压失去或波动都有可能引起信号跳变或就地设备误动，极其危险。在系统设计中考虑到这一问题，当电源监视模块监测到电压异常时将屏蔽整个控制单元，控制器及通信接口全部停止运行，待故障处理后再恢复，在此期间故障控制单元所控设备将全部失去监控。
2）现场仪表的突然损坏将导致泰乐霉素发酵DCS控制系统的非正常运行。特别是重要的执行机构，如补料系统、溶氧系统及温度控制系统等，它们的损坏也许导致整个泰乐霉素发酵DCS控制系统的非正常运行，甚至失灵。同时，受泰乐霉素发酵DCS控制系统造价、HC900控制器容量、安装空间等限制，控制站内同一块模块上重要信号过于集中对系统维护带来很大风险。
3）控制站失灵和电气联锁失效将导致系统的非正常停机。
3 DCS系统维护风险管理
在泰乐霉素发酵DCS控制系统设计中，已充分考虑了系统异常的情况，采用运行集中监控和危险分散控制，保证高可用率；系统工作均衡，系统具有在线自诊断功能，系统软件有自恢复功能，在软件自恢复后应数据无丢失，故障模块可在线更换。现在泰乐霉素发酵DCS控制系统运行良好。
1）发酵DCS控制系统断电，在控制系统实际运行中采用不间断UPS电源。选用山大华天UPS电源，型号为APC5KV/60min，能保证在正常供电被切断后，泰乐霉素发酵DCS控制系统能在安全状态下关闭，不致造成DCS控制系统其他故障。
经断电测定，采用该型号的UPS电源在断电后发酵DCS控制系统保持正常运行在55分钟，在15分钟内发酵DCS控制系统安全关闭。管理措施为定期检查UPS电源工作状态和容量确保系统运行正常。
2）做好现场仪表维护的控制措施。
把好仪表采购安装关，尽量选用优质仪表，不合格仪表绝不用于该发酵DCS控制系统，对随机资料齐进行检查：检查验收出厂合格证及说明书、试验报告等齐全，经审核合格后准用。
定期检测、检查的现场仪表及设备运行状况，以避免仪表费正常性失灵。根据《泰乐霉素发酵DCS控制系统管理SOP》，对发酵DCS控制系统的仪表每天由仪表班仪表维护人员进行巡检，同时按仪表重要程度进行周期检定。
仪表应备有足够备品、备件。根据生产需要有工程部及时提报仪表备用计划。
3）控制站失灵的安全控制措施。为了提高泰乐霉素发酵DCS控制系统可靠性，其发酵罐温度采用气动开关阀闭环PID控制，双进双出方式；补料采用计量杯补料方式，其自动控制阀门选用SAUNDERS产品；空气控制采用气动调节阀闭环PID控制方式。
当系统中任一参数出现报警时，会自动转至报警页，提示操作者哪些参数何时出现了何种报警。对于发酵温度、补料、空气压力等重要参数，系统还给以声音报警，首先应对出现在报警的信息进行确认。
对温度控制，应立即换成手动调节，气动调节阀全部打开，此时等有故障修复后重新换成自动调节。
当补料出现报警时，应立即将自动补料转成人工方式，然后进入报警画面，查看是阀门报警还是电极报警。进行故障排除后，将人工方式转成自动补料方式。
4）完善计算机控制系统故障台帐，提高维护质量。对发酵DCS控制系统系统故障作详细描述，为分析解决问题提供第一手资料；对每一次故障排除过程作详细记录，以便再次出现类似故障时参考。
4 结束语
泰乐霉素发酵DCS控制系统控制功能的实现及风险验证证明该系统现处于良好状态，系统稳定可靠。在以后的运行过程中，通过科学的DCS风险管理、定期巡检制度，能确保该发酵DCS控制系统安全稳定运行。
参考文献
[1]邹益仁，马增良，蒲维.现场总线控制系统的设计与开发[M].北京：国防工业出版社，1994：59-198.
[2]王献伟，赵霞，吴胜昔.基于基金会现场总线的发酵罐控制系统设计与实施[J].测控技术，2005，1（2）：84-89.
[3]山东鲁抗生物制造有限公司.兽药升级项目计算机自动控制系统技术方案[Z].鲁抗股份有限公司，2011.
作者简介
谢玉龙（1973-），男，山东邹城人，工程师，现工作于山东鲁抗生物制造有限公司。
关键词 泰乐霉素发酵；DCS；可靠性
中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）23-0086-01
1 泰乐霉素发酵DCS控制系统组成
泰乐霉素发酵DCS控制系统主要由现场检测、监视、控制系统组成，系统配置了控制操作站、现场仪表及现场显示等三部分组成。三层设有集中控制室，采用二台DELL工作站，两台为操作员站。上位机软件选用iFIX。控制站采用先进的霍尼韦尔HC900控制器，可实现分散控制、集中监控。泰乐发酵DCS控制系统系统可对温度、压力、流量、液位、pH、等过程参数上下限报警、记录，工作异常报警，以及对各种故障、启停操作有记忆功能，报警上下限可在线修改。
2 泰乐霉素发酵DCS控制系统风险评估
霍尼韦尔的HC900是HONEYWELL公司最新推出的面向混合过程控制和设备集成控制的开放型控制器。该系统的控制软件及状态简单方便，系统可靠性高。但泰乐霉素发酵是连续24小时的生产系统，中间不允许有间断，所以泰乐霉素发酵DCS控制系统最重要的任务就是系统的稳定及可靠，以满足实际生产要求。因此在正常的系统维护时我们要考虑哪些故障及操作对泰乐霉素发酵DCS控制系统系统带来较大的影响，坚决避免灾难性的后果出现，这就是风险评估。
1）系统断电。DCS机柜电源监视模件实时监视机柜电源各电压等级供电电压，包括：5 V、±15 V、24 V、48 V。由于机柜供电系统为接口模件、控制器、控制总线（C.W）、扩展总线（X.W）、I/O端子等提供工作电源，电压失去或波动都有可能引起信号跳变或就地设备误动，极其危险。在系统设计中考虑到这一问题，当电源监视模块监测到电压异常时将屏蔽整个控制单元，控制器及通信接口全部停止运行，待故障处理后再恢复，在此期间故障控制单元所控设备将全部失去监控。
2）现场仪表的突然损坏将导致泰乐霉素发酵DCS控制系统的非正常运行。特别是重要的执行机构，如补料系统、溶氧系统及温度控制系统等，它们的损坏也许导致整个泰乐霉素发酵DCS控制系统的非正常运行，甚至失灵。同时，受泰乐霉素发酵DCS控制系统造价、HC900控制器容量、安装空间等限制，控制站内同一块模块上重要信号过于集中对系统维护带来很大风险。
3）控制站失灵和电气联锁失效将导致系统的非正常停机。
3 DCS系统维护风险管理
在泰乐霉素发酵DCS控制系统设计中，已充分考虑了系统异常的情况，采用运行集中监控和危险分散控制，保证高可用率；系统工作均衡，系统具有在线自诊断功能，系统软件有自恢复功能，在软件自恢复后应数据无丢失，故障模块可在线更换。现在泰乐霉素发酵DCS控制系统运行良好。
1）发酵DCS控制系统断电，在控制系统实际运行中采用不间断UPS电源。选用山大华天UPS电源，型号为APC5KV/60min，能保证在正常供电被切断后，泰乐霉素发酵DCS控制系统能在安全状态下关闭，不致造成DCS控制系统其他故障。
经断电测定，采用该型号的UPS电源在断电后发酵DCS控制系统保持正常运行在55分钟，在15分钟内发酵DCS控制系统安全关闭。管理措施为定期检查UPS电源工作状态和容量确保系统运行正常。
2）做好现场仪表维护的控制措施。
把好仪表采购安装关，尽量选用优质仪表，不合格仪表绝不用于该发酵DCS控制系统，对随机资料齐进行检查：检查验收出厂合格证及说明书、试验报告等齐全，经审核合格后准用。
定期检测、检查的现场仪表及设备运行状况，以避免仪表费正常性失灵。根据《泰乐霉素发酵DCS控制系统管理SOP》，对发酵DCS控制系统的仪表每天由仪表班仪表维护人员进行巡检，同时按仪表重要程度进行周期检定。
仪表应备有足够备品、备件。根据生产需要有工程部及时提报仪表备用计划。
3）控制站失灵的安全控制措施。为了提高泰乐霉素发酵DCS控制系统可靠性，其发酵罐温度采用气动开关阀闭环PID控制，双进双出方式；补料采用计量杯补料方式，其自动控制阀门选用SAUNDERS产品；空气控制采用气动调节阀闭环PID控制方式。
当系统中任一参数出现报警时，会自动转至报警页，提示操作者哪些参数何时出现了何种报警。对于发酵温度、补料、空气压力等重要参数，系统还给以声音报警，首先应对出现在报警的信息进行确认。
对温度控制，应立即换成手动调节，气动调节阀全部打开，此时等有故障修复后重新换成自动调节。
当补料出现报警时，应立即将自动补料转成人工方式，然后进入报警画面，查看是阀门报警还是电极报警。进行故障排除后，将人工方式转成自动补料方式。
4）完善计算机控制系统故障台帐，提高维护质量。对发酵DCS控制系统系统故障作详细描述，为分析解决问题提供第一手资料；对每一次故障排除过程作详细记录，以便再次出现类似故障时参考。
4 结束语
泰乐霉素发酵DCS控制系统控制功能的实现及风险验证证明该系统现处于良好状态，系统稳定可靠。在以后的运行过程中，通过科学的DCS风险管理、定期巡检制度，能确保该发酵DCS控制系统安全稳定运行。
参考文献
[1]邹益仁，马增良，蒲维.现场总线控制系统的设计与开发[M].北京：国防工业出版社，1994：59-198.
[2]王献伟，赵霞，吴胜昔.基于基金会现场总线的发酵罐控制系统设计与实施[J].测控技术，2005，1（2）：84-89.
[3]山东鲁抗生物制造有限公司.兽药升级项目计算机自动控制系统技术方案[Z].鲁抗股份有限公司，2011.
作者简介
谢玉龙（1973-），男，山东邹城人，工程师，现工作于山东鲁抗生物制造有限公司。