淺析化工生產(chǎn)中DCS自動控制的應(yīng)用

摘 要：科技的快速發(fā)展也促進(jìn)了化工生產(chǎn)中的自動控制生產(chǎn)，集散控制系統(tǒng)DCS就已經(jīng)很廣泛的應(yīng)用在了現(xiàn)代工業(yè)中，它能使得高科技時代出現(xiàn)的各種設(shè)備具有更加多樣化和新型的功能。文章就針對化工生產(chǎn)中DCS的自動控制的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：DCS；化工生產(chǎn)；自動控制

中圖分類號：TQ063 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0082-02

在工業(yè)生產(chǎn)中，DCS和PLC都占據(jù)了舉足輕重的地位。PLC控制系統(tǒng)是采用了可編程序控制器組成的控制系統(tǒng)，它結(jié)合了繼電器控制、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的特點(diǎn)，可以快捷、簡便的編程來實(shí)現(xiàn)定時、邏輯、PID調(diào)節(jié)等過程，現(xiàn)在很多國內(nèi)外的化工企業(yè)采用了PLC控制系統(tǒng)來嚴(yán)格控制化工生產(chǎn)中要求的連貫性、極高的安全等級等嚴(yán)格的生產(chǎn)條件，但是繼電器控制具有局限性，PLC只可以進(jìn)行開關(guān)量的控制，無法對模擬量進(jìn)行處理，常見的PLC控制系統(tǒng)較于DCS有較少的模擬量的控制和連鎖，因此大多數(shù)是用在小型自動控制場所，并且控制生產(chǎn)過程就相對簡單，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)較少。

同樣，DCS在我國的自動控制行業(yè)內(nèi)被稱為集散控制系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。這是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。DCS在1975年面世，為我國的大型工業(yè)生產(chǎn)裝置的自動化水平的提高做出了巨大貢獻(xiàn)，極大地提高了化工生產(chǎn)的質(zhì)量和安全性。

1 DCS自動控制概述

因?yàn)镈CS系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和顯示技術(shù)，所以DCS擁有極強(qiáng)的控制功能、極強(qiáng)的系統(tǒng)可靠性，并且擁有良好的人機(jī)交互界面可以更直觀的應(yīng)用于化工生產(chǎn)、電力、冶金等自動化的領(lǐng)域。并且隨著軟硬件的不斷升級發(fā)展，DCS系統(tǒng)也更為廣泛的應(yīng)用在了石油、制藥、建材等各行各業(yè)中去。

DCS經(jīng)面世以來就不斷的進(jìn)步，隨著自動化程度的提高也同時提高了生產(chǎn)效率，最大限度的節(jié)能減耗。比如我公司也采用了DCS自動控制系統(tǒng)，公司生產(chǎn)裝置中采用了國產(chǎn)組態(tài)王、世紀(jì)星、昆侖通態(tài)以及國外GE公司的IFIX、西門子公司的WINCC等多種上位機(jī)軟件與PLC組成的DCS系統(tǒng)。就實(shí)現(xiàn)了化工裝置的工藝生產(chǎn)操作、監(jiān)視、自動控制、程序控制、聯(lián)鎖控制、數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理等功能。現(xiàn)如今，通過對DCS技術(shù)的不斷研究，采用SmartPro DCS控制系統(tǒng)可以更好的實(shí)現(xiàn)DCS在生產(chǎn)控制中的應(yīng)用。DCS工作流程圖如圖1所示：

DCS系統(tǒng)的主要功能和特點(diǎn)包括實(shí)時性、參數(shù)調(diào)整、報(bào)警功能以及監(jiān)督功能。DCS系統(tǒng)有很好的實(shí)時性，可以通過控制站建立系統(tǒng)的輸入輸出服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了對化工生產(chǎn)中的自動控制功能，這樣可以及時的對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對化工生產(chǎn)中的整體運(yùn)行狀況的參數(shù)進(jìn)行直觀性的體現(xiàn)；DCS系統(tǒng)可以對參數(shù)調(diào)整進(jìn)行及時、準(zhǔn)確的調(diào)整，壓力、溫度、流量等參數(shù)都能及時的調(diào)整到最佳狀態(tài)；DCS系統(tǒng)還能通過創(chuàng)建報(bào)警服務(wù)，對開關(guān)量、硬件設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警監(jiān)視，通過它的自動控制對報(bào)警的地點(diǎn)、時間以及報(bào)警信息進(jìn)行顯示，從而可以提醒工作人員何時何地出現(xiàn)故障，及時進(jìn)行修理，避免不必要的損失；其監(jiān)督功能可以通過對歷史參數(shù)進(jìn)行瀏覽，查閱操作記錄和分析故障信息，生成相應(yīng)的工作日志，這樣，故障發(fā)生時，可以憑著對過去數(shù)據(jù)的分析，以最快的速度查找故障的產(chǎn)生原因，來減少化工生產(chǎn)中的損失。

2 DCS在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，其中一個重要應(yīng)用就是在化工生產(chǎn)中緊急停車系統(tǒng)，緊急停車系統(tǒng)必須要時刻保證穩(wěn)定的安全性，也是化工企業(yè)中最為關(guān)鍵的安全保證基礎(chǔ)，因此化工生產(chǎn)中通常把DCS系統(tǒng)的緊急停車系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，兩者相輔相成，極大地減小了緊急情況下的操作和判斷的失誤，提高了整體的可靠安全性。

但是在DCS系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的過程中，它雖然解決了一些傳統(tǒng)過程中控制的難題，但是DCS系統(tǒng)也不是智能的，在化工生產(chǎn)過程中仍然存在著一些問題。比如說現(xiàn)場信號不好，DCS硬件故障問題等等，所以在生產(chǎn)應(yīng)用中應(yīng)該采取必要的措施來避免這些問題。保證DCS系統(tǒng)運(yùn)行在溫度、濕度都合適，并且粉塵較少的環(huán)境下，嚴(yán)格避免放置在有腐蝕性的氣體環(huán)境中，這可以有效的避免DCS系統(tǒng)死機(jī)情況；盡量減少對系統(tǒng)產(chǎn)生的碰撞、振動和電磁干擾來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對一些需要更換或者維修的器件，在佩戴防靜電手套的情況下進(jìn)行操作，防止靜電效應(yīng)對系統(tǒng)造成的影響；設(shè)計(jì)DCS系統(tǒng)時同時要考慮化工生產(chǎn)后期可能做到的擴(kuò)展升級，要預(yù)留空間，這樣才能及時全面的掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)同時保證系統(tǒng)可以更加長久的運(yùn)行。下圖2所示為DCS系統(tǒng)工作原理圖：

除此之外，DCS系統(tǒng)在其優(yōu)越的系統(tǒng)性能之下，還需要進(jìn)一步改進(jìn)其在工程中的不足：DCS系統(tǒng)的繪圖工具功能不足，不能獨(dú)立完成一個組態(tài)畫面，需要借助其他的輔助畫圖工具，同時由于繪圖中缺少相關(guān)組件，繪制出的圖像不夠形象生動；其次，對于報(bào)表功能的設(shè)置過于復(fù)雜，這樣就對初學(xué)者造成了一定的困難；現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)交換的不方便性，現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)先通過智能前端轉(zhuǎn)換和保存，在它把數(shù)據(jù)傳送給FIX數(shù)據(jù)庫的時候它必須經(jīng)過一個中間環(huán)節(jié)，它的實(shí)現(xiàn)過程是通過VISUAL BASIC語言編程來完成的。如果在現(xiàn)場的運(yùn)行過程中，有某一個站點(diǎn)需要改動或者是需要去增加一個站點(diǎn)，就必須有編程的人員在旁邊去重新修改這個程序，這就對工作人員的技術(shù)要求比較高；另外有一些DCS系統(tǒng)沒有輔助的命令語言功能，全部是通過數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)的，但是工程中很可能出現(xiàn)不屬于這個功能塊或者無法解決的問題，表現(xiàn)了其局限性，同時，它不能給使用者或者是操作者提供足夠的使用空間。但DCS系統(tǒng)帶給化工生產(chǎn)的便利和高效是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其不足的。

3 結(jié) 語

綜上所述，DCS系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的廣泛使用，極大的促進(jìn)了新世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，保證了安全生產(chǎn)，是促進(jìn)工業(yè)強(qiáng)有力的系統(tǒng)。

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