DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及先進(jìn)控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

董瑞龍

（遼寧大唐國(guó)際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧　錦州　121017）

DCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及先進(jìn)控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

董瑞龍

（遼寧大唐國(guó)際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧錦州121017）

DCS控制系統(tǒng)作為一種十分有效的系統(tǒng)，正在逐漸得到廣泛的應(yīng)用?；诖耍瑢?duì)DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)及先進(jìn)控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)；先進(jìn)控制；DCS系統(tǒng)；應(yīng)用

引言

作為一種良好的分布式控制系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)集散控制的作用，其中綜合了顯示技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)。技術(shù)人員對(duì)于控制層面和生產(chǎn)裝置，應(yīng)分別進(jìn)行分散控制和集中管理。在系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)規(guī)模擴(kuò)大、功能增加、系統(tǒng)成型等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)數(shù)字控制功能的保留，使其在實(shí)際應(yīng)用中更好的發(fā)揮作用。系統(tǒng)的集散結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)信息的流動(dòng)性等，都能夠得到保證。

1　DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1主控單元

在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，主控單元主要包括CPU、存儲(chǔ)器等部分。在DCS系統(tǒng)中，對(duì)高性能16位微處理器進(jìn)行應(yīng)用?；?qū)?2為處理器和浮點(diǎn)預(yù)算協(xié)處理器進(jìn)行應(yīng)用，同樣能夠降低工作周期，增強(qiáng)處理能力。在存儲(chǔ)器當(dāng)中，包括了RAM、ROM等部分。在計(jì)算機(jī)中，通過(guò)運(yùn)行固定程序，能夠?qū)ぷ靼踩阅苓M(jìn)行有效的保證。在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)復(fù)雜修復(fù)組態(tài)，從而提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與方便性。

1.2現(xiàn)場(chǎng)控制站

利用計(jì)算機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)控制站能夠?qū)刂?、檢測(cè)等工作獨(dú)立完成。其中主要包括了機(jī)柜、電源、輸入通道、輸出通道等。在現(xiàn)場(chǎng)控制站的機(jī)柜結(jié)構(gòu)中，設(shè)有多層機(jī)架，用于安裝模件、電源等，用金屬材料包裹外部，在活動(dòng)部分，進(jìn)行相應(yīng)的電氣連接，在內(nèi)部電子設(shè)備中，通過(guò)電磁屏障提供服務(wù)［1］。在機(jī)柜設(shè)置中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行良好的接地，保持4Ω以下的電阻，從而實(shí)現(xiàn)良好的電磁屏蔽效果。在電源供應(yīng)當(dāng)中，應(yīng)確保可靠、穩(wěn)定的控制站交流電源。在供電中，對(duì)雙向交流電源進(jìn)行應(yīng)用。系統(tǒng)中的輸入和輸出通道采用I/O接口模式，可采用模擬量、脈沖量等模式。線路將生產(chǎn)過(guò)程中的物理量和化學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)向輸入通道輸送。脈沖信號(hào)主要出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)計(jì)、渦輪計(jì)量器、機(jī)械計(jì)算裝置等。

2　DCS系統(tǒng)先進(jìn)控制

2.1先進(jìn)控制意義

在DCS系統(tǒng)當(dāng)中，采用了先進(jìn)的控制技術(shù)，對(duì)于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升、競(jìng)爭(zhēng)能力的增加等，都有著重要的意義。基于現(xiàn)代控制理論，運(yùn)用人工智能技術(shù)，極大的推動(dòng)了DCS系統(tǒng)先進(jìn)控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用。在動(dòng)態(tài)環(huán)境下，先進(jìn)控制可對(duì)計(jì)算能力、數(shù)學(xué)原理等進(jìn)行發(fā)揮。不同與傳統(tǒng)PID控制的是，DCS系統(tǒng)先進(jìn)控制不單單是一種算法控制，還能提供相應(yīng)的控制策略［2］。在工業(yè)系統(tǒng)中，一旦受到某些因素的影響，參數(shù)準(zhǔn)確性也將受到影響，因而利用DCS系統(tǒng)先進(jìn)控制，能夠更好地應(yīng)對(duì)這種影響，更加有效地進(jìn)行工業(yè)過(guò)程控制。

2.2先進(jìn)控制特點(diǎn)

不同于傳統(tǒng)PID控制模式，在先進(jìn)控制模式下，可進(jìn)行知識(shí)控制策略、模型控制策略等。其中，知識(shí)控制主要包括智能專家控制、模糊控制等；模型控制中包括軟測(cè)量技術(shù)、生物識(shí)別、預(yù)測(cè)控制等。在DCS系統(tǒng)先進(jìn)控制當(dāng)中，這兩種控制模式都發(fā)揮著十分重要的作用。在工業(yè)環(huán)境中往往具有多變、復(fù)雜的特點(diǎn)，而利用先進(jìn)控制技術(shù)，能夠?qū)ζ渲械亩嘧兞狂詈?、非線性、不確定性等控制問(wèn)題進(jìn)行解決，同時(shí)兼顧到被控變量、控制變量之間的關(guān)系［3］。在工業(yè)環(huán)境下，先進(jìn)控制能夠促使一些模型更好地發(fā)揮效果，提升協(xié)調(diào)、約束、適應(yīng)能力，從而更好的匹配工業(yè)生產(chǎn)和系統(tǒng)控制。同時(shí)，能夠反映出操作要求、動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，對(duì)控制效果進(jìn)行提升。

2.3先進(jìn)控制發(fā)展

很多相變、生化、化學(xué)等反應(yīng)過(guò)程，都會(huì)出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)能量、物質(zhì)等進(jìn)行轉(zhuǎn)化和傳遞，因此工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際上是較為復(fù)雜的。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)中，具有非線性、信息部完整性、不確定性等特點(diǎn)，因而都會(huì)給先進(jìn)控制的應(yīng)用造成限制［4］。在工業(yè)生產(chǎn)中，這些因素都具有非常重要的意義，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，并且造成該筆那能量消耗、生產(chǎn)含速率等技術(shù)指標(biāo)。在連續(xù)化、大型化的工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中，工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)性、整體性會(huì)得到不斷的完善，因此，在DCS系統(tǒng)當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化以及系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，在裝置復(fù)雜等問(wèn)題的解決當(dāng)中，對(duì)DCS先進(jìn)控制進(jìn)行應(yīng)用，能夠取得十分良好的效果。在過(guò)程控制當(dāng)中，一個(gè)對(duì)象通過(guò)對(duì)PID控制規(guī)律單項(xiàng)輸出的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單反饋控制，并在控制中以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)。在各類工業(yè)生產(chǎn)流程中，傳統(tǒng)PID控制都得到了廣泛的應(yīng)用。而在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大，但同樣不能忽略現(xiàn)有的PID控制。因此，可以利用PID控制維護(hù)工業(yè)過(guò)程的操作和運(yùn)行穩(wěn)定性［5］。在這種方式之下，能夠很容易接受和理解簡(jiǎn)單的操作方式。在科技進(jìn)一步發(fā)展的前提下，能夠更加完善控制技術(shù)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)DCS先進(jìn)控制更好的應(yīng)用。

3　結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域當(dāng)中，DCS系統(tǒng)是一個(gè)較為常用的系統(tǒng)，對(duì)于功業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制有著十分重要的作用。而在DCS系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及先進(jìn)控制的應(yīng)用，具有不可替代的意義和效果，對(duì)于DCS系統(tǒng)功能的發(fā)揮，也有著直接的影響。通過(guò)良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和先進(jìn)控制的有效應(yīng)用，能夠更好的確保工業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定，取得更為良好的效益。

［1］江天生.霍尼韋爾OneWireless工業(yè)無(wú)線方案:同DCS控制系統(tǒng)完全一體化、內(nèi)嵌、無(wú)縫式數(shù)據(jù)集成，支持應(yīng)用在過(guò)程控制領(lǐng)域［J］.自動(dòng)化博覽，2010（4）:50-52；57.

［2］劉長(zhǎng)遠(yuǎn)，王振，王建軍，等.電站鍋爐先進(jìn)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用［J］.化工自動(dòng)化及儀表，2012（9）:1136-1142.

［3］蘇紅剛.DCS控制技術(shù)在熱電廠機(jī)爐控制系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2016（2）:221-222.

［4］欒松鵬，高德欣，楊帆，等.基于DCS的蒸汽鍋爐優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2014（7）:59-61；66.

［5］白剛，賈新強(qiáng).PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015（5）:78-79.

（編輯：苗運(yùn)平）

Discussion on the Application of DCSSystem Design and Advanced Control in DCSSystem

Dong Ruilong
（Liaoning Datang International Jinzhou Thermal Power Co.，Ltd.，Jinzhou Liaoning 121017）

DCS control system，as a kind of very effective system，is gradually widely used.Based on this，the DCS system design and application ofadvanced control in the DCS system are discussed in this paper.

DCSsystem design；advanced control；DCSsystem；application

TM311

A

2095-0748（2016）11-0098-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.41

2016-04-22

董瑞龍（1988—），男，遼寧沈陽(yáng)人，本科，助理工程師，研究方向：控制工程。

信息化