集散控制系統(tǒng)在化工過(guò)程控制中的應(yīng)用

楊正權(quán)

（貴州理工學(xué)院 550000）

摘要：集散控制系統(tǒng)是基于計(jì)算技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，在工業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，對(duì)工業(yè)控制技術(shù)有重要的影響。這種控制系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的控制。在一定程度上提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量，促進(jìn)化工企業(yè)的發(fā)展。本文將探究集散控制系統(tǒng)在化工過(guò)程控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：集散控制系統(tǒng)；化工生產(chǎn)過(guò)程；化工控制

引言：集散控制系統(tǒng)結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖形顯示技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，是一個(gè)技術(shù)的集合體，其核心組織是微處理器，這個(gè)系統(tǒng)可以集中的監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，并進(jìn)行分散控制和管理，能夠?qū)崿F(xiàn)控制的實(shí)時(shí)性、智能性，提高控制工作的質(zhì)量和效率，已經(jīng)逐漸成為化工生產(chǎn)中的重要技術(shù)。

1集散控制系統(tǒng)的概念

這種系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠集中管理生產(chǎn)過(guò)程，并對(duì)生產(chǎn)過(guò)進(jìn)行分散式的控制，這種控制系統(tǒng)建立在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的要求之上，符合時(shí)代發(fā)展的需求[1]。集散控制系統(tǒng)融合了多種技術(shù)，能夠降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。其工作過(guò)程具有很強(qiáng)的技術(shù)性。

2集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

集散控制系統(tǒng)有諸多特點(diǎn)，可以進(jìn)行分級(jí)遞階控制、分散控制，具有完善的控制功能。系統(tǒng)控制規(guī)模越大，分級(jí)范圍也就越廣，包括水平分級(jí)和垂直分級(jí)。在分級(jí)遞階控制中，最簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)在垂直方向上也分為兩個(gè)部分，一部分是操作管理級(jí)，另一部分是過(guò)程控制級(jí)，兩個(gè)控制級(jí)能夠互相協(xié)調(diào)，承擔(dān)傳送數(shù)據(jù)和接受指令的任務(wù)，同時(shí)，水平級(jí)之間也在進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作[2]。分散控制包含的意義范圍比較廣，有功能分散、危險(xiǎn)分散、設(shè)備分散、人員分散、復(fù)合分散等，分散的目的是降低生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高身產(chǎn)效率。集散控機(jī)制系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)回路的功能，無(wú)論簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的回路，都可以有效的調(diào)節(jié)控制。系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中可以進(jìn)行各種運(yùn)算。集散控制系統(tǒng)中還有專家控制系統(tǒng)，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn) 各種控制，如邏輯控制、反饋控制、順序控制等，可以顯示、輸出數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種操作。操作站的顯示器分辨率比較高，結(jié)合復(fù)合窗口技術(shù)，能夠多角度、全方位的顯示監(jiān)控畫面，畫面清晰，數(shù)據(jù)信息明確。硬件設(shè)備先進(jìn)，使操作更方便舒適。集散控制系統(tǒng)還有易操作的特點(diǎn)。系統(tǒng)提供的信息很容易辨認(rèn)，度與異常情況能夠自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，為操作人員提供更輕松的工作條件。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

3.1系統(tǒng)工作原理

集散控制系統(tǒng)的控制對(duì)象是水箱、模擬鍋爐以及管式電阻爐，不同的控制對(duì)象有不同的要求和控制算法，選擇相應(yīng)的算法，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，下位機(jī)的管理、監(jiān)督等工作需要通過(guò)上位機(jī)的輔助來(lái)完成。控制的方式包括直接數(shù)字控制以及儀表控制，數(shù)字控制是將計(jì)算機(jī)于數(shù)據(jù)采集板卡相連，通過(guò)何種方式實(shí)現(xiàn)控制，用智能儀表對(duì)其他回路進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)一定的數(shù)據(jù)交換對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中管理和分散控制。

3.2設(shè)計(jì)思想

集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是圍繞控制對(duì)象進(jìn)行的，將鍋爐或管式爐水箱中的水位和溫度作為被控參數(shù)，對(duì)測(cè)量元件進(jìn)行選擇，可以選擇壓力變送器、熱電偶或熱電阻，與此同時(shí)，配備相關(guān)的執(zhí)行部件，選擇適當(dāng)?shù)目刂破?，設(shè)計(jì)出水位控制系統(tǒng)或溫度控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)參數(shù)整定后，系統(tǒng)就可以穩(wěn)定的運(yùn)行。這種系統(tǒng)的精確度比較高，性能良好。但是，在進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，工作人員需要對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤記錄，工作量比較大，也比較冗雜。要想提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，集中管理各種功能，需要對(duì)控制系統(tǒng)做出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，減少設(shè)備的引入，對(duì)尚未計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同對(duì)象的控制，同時(shí)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控和操作，使控制系統(tǒng)能夠同時(shí)滿足各種工作需求，對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分散控制以及集中管理。

4應(yīng)用中的問(wèn)題及解決方法

4.1報(bào)警系統(tǒng)問(wèn)題

集散控制系統(tǒng)雖然有較好的作用，但在應(yīng)用的過(guò)程中也存在一些問(wèn)題。該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，許多化工企業(yè)都可硬應(yīng)用這種系統(tǒng)。在應(yīng)用的過(guò)程中，報(bào)警系統(tǒng)的有效性還有待提高。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，系統(tǒng)只能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，卻不能完整的顯示危險(xiǎn)信息的存在位置以及相關(guān)的情況，工作人員需要自行查看情況，正價(jià)了工作難度，不能有效的節(jié)約時(shí)間，可能延誤處理問(wèn)題的時(shí)機(jī)，因此，有必要優(yōu)化報(bào)警系統(tǒng)。

4.2應(yīng)用安全問(wèn)題

要想讓集散控制系統(tǒng)有效發(fā)揮管理和控制的作用，首先要保證系統(tǒng)自身的安全運(yùn)行。在集散控制系統(tǒng)匯總，中央處理器是最重要的組織，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)都受到中央處理器的控制，如果系統(tǒng)的相關(guān)功能不完善或受到了一定的干擾，中央處理器的運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)受到影響，不能有效的度聲場(chǎng)過(guò)程進(jìn)行管理和控制，可能造成一些安全事故。因此，在化工生產(chǎn)中，要定期的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，保證中央處理器的運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定安全，從而降低生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率。

4.3防雷能力問(wèn)題

雷電對(duì)各種電力系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生影響，集采控制系統(tǒng)也不例外，通常情況下，給控制系統(tǒng)安裝避雷針就能達(dá)到防雷的目的。但是，集散控制系統(tǒng)對(duì)接地裝置的要求是比較高的，在防雷工作中，需要提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)和一些參數(shù)的時(shí)候，還要結(jié)合具體的工業(yè)生產(chǎn)需求，保證設(shè)計(jì)科學(xué)合理，從而減少事故的發(fā)生，提高生產(chǎn)的安全性。

4.4通訊接口問(wèn)題

在集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，通訊問(wèn)題是比較重要的，總系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)子系統(tǒng)必須保證良好的通訊功能，才能有效的進(jìn)行訊息傳遞，更好的發(fā)揮集散控制系統(tǒng)的作用，接口出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致報(bào)警信號(hào)不能及時(shí)發(fā)出，影響緊急情況的處理，這對(duì)于各種化工生產(chǎn)來(lái)說(shuō)都是不利的，因此，在應(yīng)用的過(guò)程中，要對(duì)信息記錄點(diǎn)進(jìn)行合理的分配，根據(jù)工廠的具體運(yùn)行環(huán)境對(duì)接口進(jìn)行合理的規(guī)劃，防止安全事故的發(fā)生。

5發(fā)展前景

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代環(huán)境中，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)技術(shù)的要求不斷提高，集散控制系統(tǒng)的各種功能還需要不斷的發(fā)展，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，降低技術(shù)難度，為用戶的使用創(chuàng)造更好的條件，才能提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)，系統(tǒng)的發(fā)展平臺(tái)將更加開放，系統(tǒng)制造廠家會(huì)改變封閉的發(fā)展發(fā)展方式，建立開放的交流平臺(tái)，讓不同的廠家能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的交流忽然設(shè)備功能的互補(bǔ)，共同開拓市場(chǎng)，提高行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也將向分散化、微型化方向發(fā)展，采用一機(jī)一回路的設(shè)計(jì)，最大限度的分散風(fēng)險(xiǎn)[3]。大力開發(fā)新的軟件功能，建立標(biāo)準(zhǔn)的模塊系統(tǒng)，讓計(jì)算機(jī)軟件的功能更全面多樣，具備約束、調(diào)節(jié)和優(yōu)化的功能。有利用光導(dǎo)纖維技術(shù)，讓通訊更加高效便捷。集散控制系統(tǒng)還應(yīng)與PLC相互滲透融合，提高系統(tǒng)的控制性能。這是集散控制系統(tǒng)的發(fā)展形勢(shì)。未來(lái)，集散控制系統(tǒng)可能會(huì)完全取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，為化工企業(yè)的發(fā)展提供更有利的技術(shù)支持。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，集散控制系統(tǒng)的性能和使用價(jià)值也會(huì)不斷的提高，向更深的層次發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，集散控制系統(tǒng)是一種高級(jí)的控制系統(tǒng)，在化工生產(chǎn)過(guò)程中有重要的利用價(jià)值，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，集散控制系統(tǒng)也會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展，其智能化水平會(huì)不但提高，形成穩(wěn)定的控制規(guī)律和控制策略，為化工生產(chǎn)提供更有效的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃永杰.集散控制系統(tǒng)在工業(yè)流程控制中設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2013，20：32-33.

[2]趙世民.SUPCON集散控制系統(tǒng)在化工裝置中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，25：293.

[3]喬偉.集散控制系統(tǒng)在硫化車間中的應(yīng)用研究[J].河南科技，2014，15：109.