化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)用分析

摘 要：從20世紀(jì)80年代以后，普通的儀表逐步被DCS控制系統(tǒng)代替，變成了當(dāng)今化工生產(chǎn)中重要的控制系統(tǒng)，特別是現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得DCS控制系統(tǒng)在性能和功能方面都有了非常大的提升。該文主要對(duì)化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)用情況進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn) DCS控制系統(tǒng) 運(yùn)用分析

中圖分類號(hào)：TQ056；TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（c）-0117-01

1 DCS控制系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

1.1 對(duì)系統(tǒng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示

在控制系統(tǒng)中，建立O/I的系統(tǒng)服務(wù)，收集現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在操作員站上顯示出單回路控制畫面、流程畫面、聲音、數(shù)據(jù)等方面的變化，從而更好的體現(xiàn)出系統(tǒng)的整體運(yùn)行概況。

1.2 對(duì)相關(guān)作業(yè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整

操作員根據(jù)操作員站上顯示的各種數(shù)據(jù)，迅速的對(duì)生產(chǎn)過程中的各種運(yùn)行參數(shù)做出調(diào)整，比如液位參數(shù)、流量、溫度、壓力等方面的參數(shù)。

1.3 對(duì)運(yùn)行故障進(jìn)行報(bào)警

DCS控制系統(tǒng)通過創(chuàng)建自動(dòng)報(bào)警功能，可以對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)、硬件設(shè)備狀態(tài)、開關(guān)量、模擬量等方面的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，可以根據(jù)不同的報(bào)警點(diǎn)、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警顯示狀況等方面的內(nèi)容來判斷出系統(tǒng)出現(xiàn)故障的位置。例如當(dāng)攪拌電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常的時(shí)候，操作界面的屏幕就會(huì)從綠色逐步變成紅色，且伴隨有聲音提示和燈光的閃爍，以便告知操作員迅速的對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行問題進(jìn)行解決。

1.4 對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督

DCS控制系統(tǒng)還具有分析處理報(bào)警信息、查看歷史參數(shù)、閱覽操作記錄等方面的功能?？梢詫?duì)操作員的誤操作和實(shí)際操作情況進(jìn)行監(jiān)督。當(dāng)出現(xiàn)事故的時(shí)候，可以使用分析歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法，來找出故障的原因，從而及時(shí)的采取相關(guān)措施，杜絕相關(guān)故障再次出現(xiàn)，降低損失。

2 在化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)

2.1 控制反應(yīng)器的反應(yīng)溫度的應(yīng)用

在整個(gè)化工生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器控制是最重要的一個(gè)部分，它的生產(chǎn)控制水平的高低對(duì)生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量有非常大的影響。壓力控制的好壞、工藝參數(shù)溫度的的合理度，直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。如何更好的把控好反應(yīng)溫度的平穩(wěn)度，是整個(gè)控制過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果沒有及時(shí)的移除設(shè)備運(yùn)行過程中的反應(yīng)熱，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)溫度持續(xù)升高，最后沒有辦法對(duì)其進(jìn)行控制。反應(yīng)溫度、反應(yīng)器及進(jìn)料系統(tǒng)物料三個(gè)部分有直接的聯(lián)系，所以，配套使用了流量定質(zhì)控制儀、質(zhì)量流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)來對(duì)三種反應(yīng)物料的反應(yīng)器流量進(jìn)行控制，合理的保證了物料的配比。

考慮到這一工藝的特征，從控制角度來來說，反應(yīng)過程主要是由升溫升壓階段、過渡階段、恒溫恒壓階段構(gòu)成的。在這幾個(gè)階段中，對(duì)控制準(zhǔn)確度要求比較高的是恒溫恒壓階段，是溫度反應(yīng)階段的重要環(huán)節(jié)。所以測(cè)量溫度的部件使用A級(jí)精準(zhǔn)度的鎧裝雙芯鉑電阻來進(jìn)行溫度測(cè)量，因?yàn)檫@種配件具有反應(yīng)敏捷、測(cè)量準(zhǔn)確、質(zhì)量平穩(wěn)、熱反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，所以極大程度的降低了因溫場(chǎng)不同而出現(xiàn)的誤差。雙芯鉑電阻中一個(gè)芯是溫度變送器，另一芯是Pt100電阻信號(hào)。而且不同范圍所輸出的溫度范圍4～20 mA信號(hào)，根據(jù)不同的工藝也是不同的。4～20 mA的電流信號(hào)是對(duì)循環(huán)水的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，Pt100電阻信號(hào)是用來對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制的。

在對(duì)溫度進(jìn)行控制的過程中，常規(guī)的控制方法有熱效應(yīng)高、容量大、傳熱效果不好的等方面的缺點(diǎn)，所以使用了DCS控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制，很大程度的提高了溫度控制的準(zhǔn)確度，解決了反應(yīng)器反應(yīng)慢的問題。在溫度升高時(shí)，DCS控制系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)執(zhí)行“反應(yīng)溫度（蒸汽）程控投入”這一步驟，同時(shí)在執(zhí)行這一程序的過程中，會(huì)根據(jù)升溫過程中，升溫速度的快慢，對(duì)“反應(yīng)溫度（蒸汽）程控投入”進(jìn)行切斷這一程序。

DCS詳細(xì)的控制溫度的流程為：

（1）在當(dāng)T2

2.2 控制液位串級(jí)的應(yīng)用

在作業(yè)工程中通過使用串級(jí)均勻控制系統(tǒng)對(duì)后塔進(jìn)料量和前塔液位的平穩(wěn)度進(jìn)行控制。也就是說，控制器的給定值是液位控制的輸出值。同時(shí)因?yàn)樵谶@個(gè)系統(tǒng)中有副回路，對(duì)排出端壓力和塔內(nèi)壓力產(chǎn)生的流量變化有了一個(gè)很好的抵制作用，從而使得系統(tǒng)運(yùn)行起來更加的穩(wěn)定。不僅減少了人力的投入，同時(shí)也降低了因?yàn)檫^大的系統(tǒng)波動(dòng)而造成的損失。

2.3 進(jìn)行聯(lián)鎖控制

通過電腦的自動(dòng)運(yùn)算對(duì)作業(yè)設(shè)施進(jìn)行保護(hù)的方法叫做聯(lián)鎖控制。也就是說，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，如果達(dá)到了聯(lián)鎖條件，就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行一系列的動(dòng)作。例如關(guān)閉或者打開調(diào)節(jié)閥、電磁閥動(dòng)作、電動(dòng)設(shè)備動(dòng)作等。整個(gè)操作過程是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件組態(tài)完成的，有著非常高的關(guān)聯(lián)性、可靠性、精準(zhǔn)性，而且還具有邏輯判斷、智能化、事故記憶等效果?？梢酝耆娌僮魅藛T對(duì)突發(fā)事故進(jìn)行處理、執(zhí)行大量的操作等。聯(lián)鎖控制的運(yùn)行原理為：當(dāng)液位低于設(shè)定下限時(shí)，DCS就會(huì)產(chǎn)生啟動(dòng)控制開關(guān)的信號(hào)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；而液位高于設(shè)定上限時(shí)，DCS就會(huì)發(fā)出切斷開關(guān)連接的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)便會(huì)自動(dòng)的停下來。同時(shí)也可以手動(dòng)的使用DCS發(fā)出停止或者啟動(dòng)的信號(hào)。

2.4 化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)的效果

SmartPro DCS系統(tǒng)在投入使用后，運(yùn)行非常的穩(wěn)定，系統(tǒng)中的各種功能都是嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案進(jìn)行的，并且運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和控制準(zhǔn)確度完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。操作人員可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)過程中的各種操作工藝進(jìn)行分析研究，對(duì)工藝過程運(yùn)行規(guī)律有一個(gè)比較準(zhǔn)確的把握，并及時(shí)的對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保作業(yè)過程保持在一個(gè)良好的作業(yè)狀態(tài)，而且在對(duì)各種作業(yè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控的過程中，可以發(fā)現(xiàn)一些會(huì)對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量造成影響的問題，并對(duì)問題進(jìn)行解決，降低了事故的發(fā)生頻率，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在化工生產(chǎn)過程中使用DCS控制系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)過程中操作、管理、監(jiān)控的效率。而且通過使用分散控制的方法對(duì)工藝生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，不僅降低了操作員工作的繁瑣程度，而且也使得生產(chǎn)的安全性更高。

參考文獻(xiàn)

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