DCS技術(shù)在化工過程控制中的應(yīng)用

劉振航

摘要：改革開放至今，我國無論是科技還是經(jīng)濟(jì)，與之前相比都有了非常明顯的進(jìn)步，對(duì)化工過程控制工作所具有要求的不斷提升是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。文章正是以現(xiàn)階段各企業(yè)開展化工過程控制的實(shí)際情況作為主要背景，首先對(duì)DCS技術(shù)進(jìn)行了概述，然后又通過理論與實(shí)際相結(jié)合的方式，列舉了在化工過程控制中較為常見的DCS技術(shù)的應(yīng)用，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：DCS技術(shù)；化工過程控制；應(yīng)用

引言：在過去很長的一段時(shí)間內(nèi)，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不成熟，我國企業(yè)對(duì)化工過程進(jìn)行控制時(shí)普遍借助于儀器、儀表和人力，近幾年，隨著科技的發(fā)展，通過人力方式對(duì)化工過程進(jìn)行控制的傳統(tǒng)系統(tǒng)逐漸被社會(huì)所淘汰，面對(duì)越來越大的生產(chǎn)壓力，各企業(yè)內(nèi)部相關(guān)人員，均結(jié)合實(shí)際情況對(duì)DCS技術(shù)進(jìn)行了引入，并在實(shí)踐過程中對(duì)其加以優(yōu)化和完善，保證化工過程控制所具有自動(dòng)化程度的不斷提升。由此可以看出，以化工控制過程為背景，對(duì)DCS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析是非常有必要的。

1DSC技術(shù)的概述

1.1含義

DCS指的是分散控制系統(tǒng)，通俗來講，就是將計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)作為手段，用以保證自動(dòng)化控制高效實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[1]。對(duì)化工企業(yè)而言，在對(duì)化工過程進(jìn)行控制的過程中，合理應(yīng)用DCS技術(shù)，最主要的優(yōu)勢(shì)在于保證化工過程操作的集中性，以及管理的分散性。近幾年，隨著科技的不斷發(fā)展，DCS技術(shù)與之前相比也有了較為明顯的進(jìn)步，相關(guān)人員對(duì)DCS技術(shù)的掌握和應(yīng)用變得愈發(fā)成熟，正是因?yàn)槿绱?，DCS技術(shù)才逐漸被社會(huì)各界所認(rèn)可，并且成為化工過程控制的核心手段。

1.2特點(diǎn)

1.2.1擴(kuò)展靈活

DCS系統(tǒng)所包含的內(nèi)容通常情況下采用的結(jié)構(gòu)為積木式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)所具有最明顯的優(yōu)點(diǎn)在于兼容性較好，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)際情況完成不同系統(tǒng)的配置工作，為未來系統(tǒng)的擴(kuò)展提供便捷。另外，DCS系統(tǒng)所包含的控制、運(yùn)算、輸入和輸出功能塊，都可以根據(jù)化工工程不同的流程加以改變，通過組合的方式，構(gòu)成簡(jiǎn)單或復(fù)雜的控制系統(tǒng)，便于對(duì)控制方案的修改。

1.2.2具有繼承性

隨著科技的進(jìn)步，DCS系統(tǒng)的更新速度也變得越來越快，相應(yīng)的，新硬件與新程序不斷涌現(xiàn)，因此，DCS系統(tǒng)如果想要降低相關(guān)設(shè)備的淘汰率，避免企業(yè)遭受不必要的經(jīng)濟(jì)損失，必然需要具有繼承性。DCS系統(tǒng)所具有的繼承性，主要體現(xiàn)在軟件和硬件方面，例如所采用操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和數(shù)據(jù)庫等軟件的先進(jìn)性等，以及所采用計(jì)算機(jī)、人機(jī)接口和通信網(wǎng)絡(luò)等硬件的先進(jìn)性[2]。一般來說，想要判斷某一系統(tǒng)是否具有繼承性，最直觀的體現(xiàn)在與其所對(duì)應(yīng)新、老系統(tǒng)之間能否兼容，只有保證針系統(tǒng)所開展一系列更新?lián)Q代的工作，均可以將原有系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，才能保證用戶所獲利益的增加。

2在化工過程控制中DCS技術(shù)的應(yīng)用

2.1液位串級(jí)控制系統(tǒng)的構(gòu)建

塔液位的穩(wěn)定程度與塔底的出料量之間，存在著非常直接的聯(lián)系，可以說塔液位穩(wěn)定與否是由其塔底出料量所決定的，而決定塔底出料量的核心因素為其進(jìn)料量，也就是說，如果某塔的前塔具有相對(duì)穩(wěn)定的液位，那么其出料量必然可以保證相對(duì)穩(wěn)定，某塔在進(jìn)料量穩(wěn)定的情況下，想要保證其液位穩(wěn)定，便需要對(duì)液位串級(jí)控制系統(tǒng)加以應(yīng)用，就是將液位控制器所輸出的數(shù)值，與流量控制器所輸出的數(shù)值相關(guān)聯(lián)，使前者成為后者的操作執(zhí)行器。需要相關(guān)人員注意，液位串級(jí)控制系統(tǒng)之中均存在可以對(duì)塔內(nèi)所具有壓力進(jìn)行排除的回路，該回路的存在不會(huì)對(duì)物料流量引起變化。通過上文的分析可以看出，在化工過程控制中對(duì)DCS技術(shù)加以應(yīng)用，可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，避免不必要的物質(zhì)與人力資源的浪費(fèi)。

2.2控制反應(yīng)器的反應(yīng)溫度

作為化工工程的核心所在，對(duì)反應(yīng)器的溫度進(jìn)行控制，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響是非常直觀的，另外，控制反應(yīng)器還代表著控制化工工程生產(chǎn)過程的安全。通過大量的實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，如果無法在化工生產(chǎn)的過程中，及時(shí)將反應(yīng)器內(nèi)部由于化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)的熱量進(jìn)行排出，就會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)部所具有的熱量越來越多，最終達(dá)到相關(guān)人員難以對(duì)其進(jìn)行控制的地步。對(duì)導(dǎo)致熱量產(chǎn)生的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析和歸納不難看出，反應(yīng)器中所流入化工材料的流量是需要相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注的部分，也就是說，想要最大限度保證對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)溫度的增加進(jìn)行控制，首先需要保證材料流入比例的穩(wěn)定性，只有這樣才能保證溫度的穩(wěn)定[3]。對(duì)反應(yīng)器溫度進(jìn)行控制的過程，共分為以下幾個(gè)階段：第一階段，升溫升壓的階段；第二階段，過渡的階段；第三階段，恒溫恒壓的階段。上文所提及的三個(gè)階段之中，最重要同時(shí)也是最難控制的階段為第三階段——恒溫恒壓的階段。

通過調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用于化工工程之中的反應(yīng)器，普遍具有體積較大的特點(diǎn)，這也在一定程度上導(dǎo)致了該類反應(yīng)器的傳熱效果相對(duì)較差，因此，在對(duì)其進(jìn)行溫度測(cè)量的過程中，想要保證所獲得溫度與反應(yīng)器內(nèi)部溫度的完全吻合，是較為困難的。針對(duì)這一現(xiàn)象，相關(guān)人們常用的解決方法為對(duì)DCS技術(shù)加以應(yīng)用，通過DCS技術(shù)對(duì)溫度測(cè)量所應(yīng)用儀器進(jìn)行控制，這樣做能夠最大限度上對(duì)反應(yīng)器所具有的傳熱效果較差這一不足加以彌補(bǔ)，保證所測(cè)量溫度的精確程度。如果反應(yīng)器內(nèi)部正處于升溫的狀態(tài)下，那么DCS技術(shù)可以通過對(duì)分散系統(tǒng)進(jìn)行控制的方式，保證溫度上升速率的穩(wěn)定性。如果反應(yīng)器內(nèi)部溫度的上升速率過慢或過快，那么分散系統(tǒng)可以對(duì)控制反應(yīng)溫度的程序進(jìn)行切除，此時(shí)，相關(guān)人員就可以對(duì)溫度上升速率進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，保證其科學(xué)性。

2.3實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制

在化工過程控制中對(duì)DCS技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工工程的聯(lián)鎖控制。作為具有代表性的計(jì)算機(jī)自我保護(hù)方式，聯(lián)鎖控制主要是通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所具有自主計(jì)算的功能加以利用的方式，完成對(duì)化工工程高度保護(hù)的方式之一。如果可以對(duì)聯(lián)鎖控制進(jìn)行科學(xué)利用，那么，一旦系統(tǒng)與聯(lián)鎖控制所需裝置的條件相滿足，化工工程系統(tǒng)就可以自動(dòng)做出相應(yīng)的行為，例如，對(duì)閥門開放的程度或閥門的開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)等，這一系列行為的實(shí)施，均是以保護(hù)化工工程為目的[4]。當(dāng)然，上文所提及的種種行為，都需要計(jì)算機(jī)通過智能計(jì)算的方式加以決定，這也在一定程度上說明了其所具有的實(shí)時(shí)性和科學(xué)性，聯(lián)鎖控制可以在相關(guān)人員對(duì)保護(hù)措施進(jìn)行采取前，自行完成對(duì)化工工程系統(tǒng)的保護(hù)工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)和勞動(dòng)力的節(jié)約。

結(jié)論：綜上所述，上文主要從兩個(gè)方面對(duì)DCS技術(shù)進(jìn)行了敘述，其一是DCS技術(shù)的含義和特點(diǎn)，其二是在化工過程控制中DCS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，而文章敘述的重點(diǎn)落在第二個(gè)方面。希望可以通過本文對(duì)控制反應(yīng)器溫度、實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制等DCS技術(shù)所具有作用的闡述，為相關(guān)工作的開展提供可供參考的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]黃志達(dá)，管鴻才. DCS技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用分析[J]. 化工管理，2014，11：136.