淺議DCS系統(tǒng)在城市天然氣門站中的應(yīng)用

陸淼 張棟 閔琳琳

摘? 要：DCS系統(tǒng)也被稱之為“分布式控制系統(tǒng)”，這是一種以微處理器為基礎(chǔ)的新型控制系統(tǒng)。在我國(guó)的城市天然氣門站控制系統(tǒng)中，DCS已經(jīng)應(yīng)用十幾個(gè)年頭，這期間，DCS系統(tǒng)不斷地完善，從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等方面都得了較好的強(qiáng)化和提升。隨著城市天然氣門站的發(fā)展，DCS分布式集中控制的優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，已然成為城市天然氣門站控制系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，基于此，該文就對(duì)DCS系統(tǒng)在城市天然氣門站中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期通過(guò)該文研究為我國(guó)城市天然氣門站系統(tǒng)建設(shè)提供有價(jià)值的理論參考。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng)? 城市天然氣門站? 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE937 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）07（c）-0058-02

1? DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的區(qū)別

DCS系統(tǒng)為分散式控制系統(tǒng)，而PLC為控制裝置。DCS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與任意裝置功能的協(xié)調(diào)，但PLC僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)此單元功能的控制。從網(wǎng)絡(luò)方面來(lái)看，DCS網(wǎng)絡(luò)具備總控特性，相當(dāng)于系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，其能夠通過(guò)穩(wěn)定可靠的通訊通道進(jìn)行信息傳輸，此外，DCS系統(tǒng)的拓展性及開放性要比PLC更顯著。DCS其考慮的是整體的方案配置與協(xié)調(diào)控制，單用PLC來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)管理的話，僅僅能夠建立起松散的連接體系，很難實(shí)現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)控制。通過(guò)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，在城市天然氣門站控制中DCS的系統(tǒng)是最好的選擇。

2? DCS控制系統(tǒng)的配置及控制方法

2.1 DCS控制系統(tǒng)的配置

DCS控制系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布實(shí)現(xiàn)分散控制，在系統(tǒng)中通過(guò)遵循點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊、節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的原則，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信息交互和獨(dú)立處理。在DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)上，多為雙網(wǎng)冗余式結(jié)構(gòu)，通過(guò)形成冗余錯(cuò)網(wǎng)，來(lái)進(jìn)行傳輸設(shè)備之間的控制，避免網(wǎng)絡(luò)連接錯(cuò)誤問(wèn)題引發(fā)的故障，保證整體控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。DCS控制系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)為光纖，能夠有效避免電磁干擾，提高系統(tǒng)的長(zhǎng)距離信息傳輸穩(wěn)定性，保障遠(yuǎn)程控制通信。

2.2 DCS控制系統(tǒng)的控制方式

DCS控制系統(tǒng)在城市天然氣門站控制的方式主要為以下兩點(diǎn)。

（1）功能方面控制方式：DCS控制系統(tǒng)能夠確保城市天然氣門站控制系統(tǒng)的獨(dú)立和安全運(yùn)行，一旦發(fā)生意外，出現(xiàn)控制脫離，DCS系統(tǒng)能夠不在外部幫助下，確保城市天然氣門站控制系統(tǒng)獨(dú)立穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）核心控制化功能：城市天然氣門站裝置通過(guò)與DCS進(jìn)行結(jié)合，能夠充分發(fā)揮數(shù)字化裝置的性能，實(shí)現(xiàn)核心化城市天然氣門站控制處理。在DCS控制系統(tǒng)中，控制邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，因此可以通過(guò)可編程的邏輯控制器進(jìn)行輔助控制，進(jìn)而提高城市天然氣門站的數(shù)據(jù)通信性能。目前DCS控制系統(tǒng)的多功能化建設(shè)，讓DCS系統(tǒng)生產(chǎn)廠家注重系統(tǒng)與多元化控制的程序開發(fā)，使得DCS系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能夠具備與PLC等控制裝置的有效連接。此外，DCS的人機(jī)交互端口，還可以通過(guò)人為地設(shè)置運(yùn)算，利用DCS冗余方式進(jìn)行系統(tǒng)配置和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升和系統(tǒng)可靠性的增強(qiáng)。在DCS控制系統(tǒng)搭建過(guò)程中，可以運(yùn)用DCS控制系統(tǒng)的編輯器或者原有PLC控制面板來(lái)對(duì)系統(tǒng)獨(dú)立單元進(jìn)行臨時(shí)控制，同時(shí)在進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù)的時(shí)候也可以運(yùn)用DCS的人機(jī)交互來(lái)進(jìn)行單一對(duì)象的操作。

3? 城市天然氣門站中DCS系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)存問(wèn)題及解決方法

3.1 DCS系統(tǒng)性能發(fā)揮不足

目前在城市天然氣門站應(yīng)用過(guò)程中，DCS系統(tǒng)的安全性和可靠性發(fā)揮表現(xiàn)不足。在應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因單纜配置和單機(jī)位控制使得故障發(fā)生后DCS系統(tǒng)的可靠性和安全性降低。針對(duì)此問(wèn)題，可以通過(guò)進(jìn)行雙機(jī)位、雙纜得形式進(jìn)行解決。通過(guò)上下互為備用的機(jī)位設(shè)置，在原有的DCS控制系統(tǒng)中搭建一套上位機(jī)，在DCS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，由上位機(jī)進(jìn)行操作管理，解決網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題。上下位機(jī)的設(shè)置很容易出現(xiàn)同時(shí)操作問(wèn)題，針對(duì)于此，可以通過(guò)對(duì)上位機(jī)界面閉鎖的方式進(jìn)行結(jié)合，確保上下位機(jī)僅由一處操作;雙纜配置能夠有效地解決系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸故障問(wèn)題。除此之外，還可以通過(guò)在DCS系統(tǒng)裝置上設(shè)置預(yù)留接口，來(lái)方便單機(jī)的故障檢修和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。通過(guò)上述調(diào)整能夠有效提升DCS系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3.2 DCS系統(tǒng)搭建難

目前，城市天然氣門站的系統(tǒng)管理要想完全實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)搭建是比較難的，因?yàn)樾枰鞘刑烊粴忾T站整體裝置和各級(jí)人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的提升和培訓(xùn)才能夠讓DCS系統(tǒng)得到較好的應(yīng)用。就目前城市天然氣門站內(nèi)部情況來(lái)看，城市天然氣門站控制設(shè)備和自動(dòng)裝置基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化建設(shè)，但目前DCS在與微機(jī)化設(shè)備的通信、信息共享等方面仍存在不足，城市天然氣門站在DCS系統(tǒng)應(yīng)用上缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，使得DCS系統(tǒng)難以在城市天然氣門站進(jìn)行全面的普及建設(shè)。此外，目前城市天然氣門站的操作人員對(duì)于DCS系統(tǒng)的認(rèn)知度較低，在城市天然氣門站生產(chǎn)和運(yùn)行部門，很多操作人員并不了解DCS系統(tǒng)，更談不上良好地對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行操作和運(yùn)行了。另外，目前城市天然氣門站傳統(tǒng)的控制觀念很難在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變，因城市天然氣門站的安全性高、可靠性高等特點(diǎn)，使得城市天然氣門站運(yùn)作過(guò)程中需要以十分嚴(yán)格的保護(hù)措施來(lái)予以保障，而DCS的精簡(jiǎn)操作人員、優(yōu)化操作管理與傳統(tǒng)的控制理念存在差異，就導(dǎo)致DCS系統(tǒng)很難被城市天然氣門站所接受。

對(duì)于上述問(wèn)題而言解決上述問(wèn)題，需要首先對(duì)城市天然氣門站的人員進(jìn)行培訓(xùn)和實(shí)踐訓(xùn)練，通過(guò)培訓(xùn)讓城市天然氣門站操作人員打破傳統(tǒng)控制思想，從新觀念下認(rèn)識(shí)DCS系統(tǒng)，幫助DCS系統(tǒng)更好地介入到城市天然氣門站之中去。其次，DCS系統(tǒng)研發(fā)企業(yè)需要加速對(duì)DCS系統(tǒng)與微機(jī)化設(shè)備的信息交互研究，提高微機(jī)化設(shè)備的發(fā)展水平和性能，加強(qiáng)DCS系統(tǒng)的運(yùn)作和操作水平，進(jìn)而提高DCS系統(tǒng)在城市天然氣門站中的應(yīng)用量。

4? DCS系統(tǒng)在城市天然氣門站中的未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)

DCS系統(tǒng)在城市天然氣門站中未來(lái)的發(fā)展會(huì)朝向與總線發(fā)展進(jìn)行建設(shè)。隨著當(dāng)前FCS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，目前的FCS已然實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)信號(hào)、通信、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與自控系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，在FCS現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展下，城市天然氣門站控制系統(tǒng)調(diào)試、安裝也得到了精簡(jiǎn)，操作的便捷性、安全性、可靠性都得到了大幅度的提升。從現(xiàn)階段所演示的FCS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來(lái)看，目前現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)之間的雙向信息傳導(dǎo)，通過(guò)數(shù)字化多站通信連結(jié)，取代模擬信號(hào)通訊，讓現(xiàn)場(chǎng)控制得到實(shí)現(xiàn)。不過(guò)目前FCS現(xiàn)場(chǎng)總線仍存在較多不完善的地方需要去解決，就目前城市天然氣門站的建設(shè)而言，DCS系統(tǒng)的搭建無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)性還是從安全性來(lái)看都具重要的價(jià)值。

5? 結(jié)語(yǔ)

在該文的研究和論述中，通過(guò)對(duì)DCS在城市天然氣門站系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析，可以了解到DCS在當(dāng)前的城市天然氣門站控制系統(tǒng)建設(shè)上有著十分重要的作用，值得我們?nèi)ド罨鋵?shí)和研究，加強(qiáng)DCS系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)及規(guī)范化建設(shè)，通過(guò)加強(qiáng)實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)城市天然氣門站全面導(dǎo)入DCS系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的革新與發(fā)展速度很快，城市天然氣門站要想在快速發(fā)展的科技時(shí)代保持良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益就需要加強(qiáng)自身的現(xiàn)代科技導(dǎo)入。

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