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PLC变更到DCS,我们需要做点什么?

2025-3-21新闻



在工业4.0浪潮席卷化工行业的今天,将PLC升级为DCS已成为企业数字化转型的必经之路。然而,这场看似常规的技术改造,实则暗藏致命风险。当控制系统的神经中枢被更换,如何避免数字化转型沦为"灾难现场"?本文将揭开PLC到DCS升级中90%企业忽视的,带你构建工业智能化的安全护城河。


来源:仪表圈

在化工厂中将控制系统从PLC(可编程逻辑控制器)升级为DCS(分布式控制系统)是一项涉及安全、工艺和操作的关键变更,必须进行系统的危害分析,以确保改造过程及后续运行的可靠性、安全性和合规性。以下是需要重点关注的危害分析内容及步骤:

01危害分析方法

1.HAZOP(危险与可操作性分析)

针对工艺过程和控制逻辑变更,识别潜在偏差(如流量异常、温度失控等)及其后果。

2.FMEA(失效模式与影响分析)

分析DCS系统组件(如控制器、I/O卡件、通信网络)的失效模式及其对工艺安全的影响。

3.LOPA(保护层分析)

评估现有安全仪表系统(SIS)与DCS的独立性,确保安全联锁功能不受改造影响。


02关键风险点及应对措施

1.功能安全风险

a.风险点:

DCS与原有安全联锁(SIS)的兼容性不足,可能导致误动作或失效。 

冗余设计差异(如PLC多为硬冗余,DCS常采用软冗余或网络冗余)。 

b.应对措施:

验证DCS与SIS的通信协议(如MODBUS、OPC UA)匹配性,必要时增加网关或隔离措施。 

严格测试冗余切换逻辑,确保控制器、电源、通信网络的故障容错能力。 

2.数据迁移与逻辑转换风险

a.风险点:

PLC原有控制逻辑(梯形图、ST语言)转换为DCS组态时出现逻辑偏差。 

历史数据丢失或标签点映射错误。 

b.应对措施:

采用交叉验证工具
,对比转换前后的逻辑输出结果。 

保留PLC原始程序作为备份,分阶段迁移并逐项测试。 

3.操作与运维风险

a.风险点:

操作人员对新DCS界面和功能不熟悉,导致误操作。 

维护团队缺乏DCS故障诊断经验,可能延误故障处理。 

b.应对措施:

开展针对性培训,利用仿真系统进行实操演练。 

制定详细的DCS运维手册,明确故障排查流程。 

4.电磁兼容与接地风险

a.风险点:

DCS机柜接地系统与原有PLC不一致,可能引入干扰信号。 

长距离通信电缆的屏蔽措施不足,导致信号失真。 

b.应对措施:

重新设计接地网络
,符合IEC 61326标准(工业环境电磁兼容要求)。 

使用双绞屏蔽电缆,并测试关键信号的抗干扰能力。  


03合规性验证

1.安全完整性等级(SIL)评估

确认DCS系统是否满足原有SIL等级要求(参考IEC 61508/61511)。

2.变更管理(MOC)

遵循OSHA或本地法规要求,记录变更影响并获管理层批准。

3.第三方审查

必要时邀请独立机构对改造方案进行安全审计。


04实施建议

1.分阶段改造:优先在非关键单元试点,验证稳定性后再推广。

2.应急预案:制定停机回退方案,确保改造失败时可快速恢复原PLC系统。

3.后期验证:投运后持续监测关键参数(如控制回路响应时间、通信延迟),优化系统性能。

除了安全外,我们还应注意:
  • I/O点类型、数量清理;

  • 控制逻辑转换;

  • DCS负荷变化量;

  • 如果原来有通讯点,或三连接的点,要记得删除;

  • 更新数据表。

PLC向DCS的改造不仅是技术升级,更是系统性安全工程。需通过多维度危害分析识别潜在风险,并通过设计优化、严格测试和人员培训降低风险,最终实现安全、高效、合规的数字化转型。

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