化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

白文凱

摘要：DSC控制系統(tǒng)是綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行管理與控制的系統(tǒng)。DSC控制系統(tǒng)在化工產(chǎn)品中的應(yīng)用已是必然趨勢(shì)，大大加速了國(guó)內(nèi)化工行業(yè)的發(fā)展步伐，有效實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)成本降低，保障化工生產(chǎn)運(yùn)行的安全性。為此，本文重點(diǎn)探討DCS控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用問(wèn)題，以期為我國(guó)化工企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng);化工生產(chǎn);應(yīng)用

引言

控制系統(tǒng)的優(yōu)良特性在當(dāng)今的化工企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占有重要地位，能夠?qū)?整個(gè)化工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的所有設(shè)備、工作站、服務(wù)器相連接，鏈接各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)施有效監(jiān)測(cè)[1]。同時(shí)，DCS控制系統(tǒng)還具有一定的開(kāi)發(fā)性，能夠在化工生產(chǎn)的發(fā)展過(guò)程中，及時(shí)更新技術(shù)，跟上化工發(fā)展的步伐，保障該系統(tǒng)不被市場(chǎng)所淘汰，還能為化工企業(yè)節(jié)省更換控制系統(tǒng)的成本，能夠有效提高化工企業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)效益，因此，化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極使用DCS控制系統(tǒng)，掌握該系統(tǒng)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)相結(jié)合的具體方法，讓DCS控制系統(tǒng)更好的 為化工生產(chǎn)服務(wù)。

1DCS控制系統(tǒng)特點(diǎn)

DCS是控制系統(tǒng)的一種英文縮寫(xiě)，在我國(guó)的自控行業(yè)里也被稱(chēng)作集散控制系統(tǒng)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，它是集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演變的，是由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、顯示和控制等4C技術(shù)，基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。DCS的實(shí)質(zhì)仍然還是分布式操作系統(tǒng)。

2DCS控制系統(tǒng)功能

對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的警報(bào)功能具體是指DCS控制系統(tǒng)對(duì)于化工生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行情況進(jìn)行一個(gè)即時(shí)的報(bào)警，相關(guān)的技術(shù)人員可以對(duì)警報(bào)值進(jìn)行設(shè)定，經(jīng)過(guò)設(shè)定后，DCS就會(huì)對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行報(bào)警，從而能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的存在并進(jìn)行解決。還可以根據(jù)警報(bào)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)它的PID參數(shù)進(jìn)行一定的調(diào)整，對(duì)過(guò)程中的記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為后期的維修提供了可靠的數(shù)據(jù)。

3化工生產(chǎn)中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

3.1保護(hù)化工設(shè)備，便于設(shè)備維護(hù)

化工生產(chǎn)企業(yè)具有很強(qiáng)的特殊性，例如有些原料、產(chǎn)成品自身具有有 毒有害以及腐蝕性，對(duì)人體和設(shè)備都有損害，所以在生產(chǎn)當(dāng)中，有些設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障。我們通過(guò)查找DCS系統(tǒng)記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)工藝參數(shù)的異常，進(jìn)而快速判斷故障原因進(jìn)而對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或者對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)維修，使其正常運(yùn)行。同時(shí)，DCS系統(tǒng)高度靈活，可以對(duì)關(guān)鍵模塊進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，便于在線插拔，對(duì)故障模塊維護(hù)，使化工生產(chǎn)的效率大幅提高。

3.2系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可靠性

傳統(tǒng)上的系統(tǒng)控制都是電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，DCS控制系統(tǒng)在進(jìn)行 傳輸信號(hào)的過(guò)程中做了全方位的改進(jìn)，這種改進(jìn)后的信號(hào)具有更多優(yōu)勢(shì)，它不像傳統(tǒng)的系統(tǒng)易受干擾，還在傳輸?shù)馁|(zhì)量上進(jìn)行了提升，數(shù)據(jù)也比之前更加精準(zhǔn)，這幾個(gè)方面都是DCS控制系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)。利用DCS系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)誤差也有了一定的降低，整體的結(jié)構(gòu)也比之前的簡(jiǎn)便，所以這個(gè)系統(tǒng)對(duì)于化工廠來(lái)說(shuō)具有很強(qiáng)的可靠性，也讓傳輸效率得到高速提升[1]。

3.3系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性強(qiáng)

由于DCS控制系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)和其他方法集成到一個(gè)系統(tǒng)中，因此在設(shè)計(jì)中也采用計(jì)算機(jī)模式，整個(gè)系統(tǒng)在化工公司的局域網(wǎng)形成信號(hào)通信，在控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的開(kāi)放性更高，更方便在控制系統(tǒng)中嵌入模塊，同時(shí)更容易去除模塊，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體靈活性，這使得DCS系統(tǒng)更加適用于整個(gè)化工行業(yè)。

3.4靈敏度、準(zhǔn)確性較高

由于DCS控制系統(tǒng)的反應(yīng)器主要由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，通常靈敏度準(zhǔn)確性較高，只得在化工生產(chǎn)中對(duì)各項(xiàng)設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的操作監(jiān)管，不出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題。在運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置的過(guò)程中，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵流程能夠進(jìn)行有效的監(jiān)控，對(duì)于故障設(shè)備能夠有效分析故障出現(xiàn)的原因，避免人工分析的誤差，幫助操作人員良好的把握故障問(wèn)題的所在，選擇適宜的修護(hù)方案[2]。

4化工生產(chǎn)過(guò)程中DCS監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1信息傳遞

在化工生產(chǎn)的過(guò)程中，DCS控制系統(tǒng)也可以進(jìn)行有效的信息傳遞，它可以把收集的信息進(jìn)行整理，合理地對(duì)每一個(gè)施工的環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，除此之外，DCS控制系統(tǒng)還可以提高整個(gè)化工生產(chǎn)的安全性，并且保障了信息的正確程度。

4.2在緊急切斷系統(tǒng)中的應(yīng)用

DCS控制系統(tǒng)在化工制造中最常見(jiàn)的應(yīng)用是緊急切斷系統(tǒng)。緊急切斷系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中起著不可替代的作用，化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的設(shè)備，都需要保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)特殊情況需要處于安全狀態(tài)，而安全狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)很大一部分依靠緊急切斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，DCS控制系統(tǒng)可以即時(shí)激活緊急切斷系統(tǒng)，以確保生產(chǎn)化學(xué)品的安全性。在化工企業(yè)的DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用中，緊急切斷系統(tǒng)可以提高整個(gè)化工制造過(guò)程的穩(wěn)定性與安全性，盡可能地減少設(shè)備發(fā)生故障造成的損失[3]。

4.3控制反應(yīng)器的溫度

反應(yīng)器的溫度是化工生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)因素，反應(yīng)器溫度的控制水平 不僅能夠影響到化工生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，還能影響化工生產(chǎn)中工人的生命安全，因此，對(duì)于化工企業(yè)的生產(chǎn)工作而言，需要時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)器的溫度，確保其溫度和壓力等參數(shù)均保持在適宜化工項(xiàng)目反應(yīng)的范圍內(nèi)[5]。化工生產(chǎn)中由于許多的設(shè)備散熱，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，這部分熱能產(chǎn)生的溫度升高如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)良好的處理，可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效果和產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此，傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)中往往需要安全專(zhuān)人對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)調(diào)整反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)。在DCS控制系統(tǒng)的引入以后，工人只需要根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行控制即可。DCS控制系統(tǒng)在溫度測(cè)量方面的部件通常采用A級(jí)精準(zhǔn)度的鎧裝雙芯鉑電阻，其對(duì)于化工生產(chǎn)中的溫度反應(yīng)能夠進(jìn)行嚴(yán)格的感知和控制，在設(shè)備發(fā)生過(guò)熱或負(fù)載過(guò)重時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，可以有效避免溫度產(chǎn)生的生產(chǎn)誤差。

4.4檢測(cè)參數(shù)

DCS在顯示機(jī)中也可以起到很好的監(jiān)督作用，通常在以往的控制方式中，參數(shù)中一些細(xì)小變化經(jīng)常會(huì)被疏忽，這對(duì)正常的工作是有一定影響的，合理運(yùn)用DCS控制系統(tǒng)不但可以改進(jìn)以往控制系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，還可以根據(jù)參數(shù)的變動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了保障。還有一點(diǎn)就是因?yàn)榛どa(chǎn)的一些材料中會(huì)對(duì)身體有一定的危害，通過(guò)DCS系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能，可以減少材料對(duì)人體的損害[4]。

結(jié)束語(yǔ)：隨著化工企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，以及化工生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使得化工企業(yè)必須尋求生產(chǎn)控制中的智能化操作，DCS控制系統(tǒng)就是一個(gè)非常合適的選擇。該系統(tǒng)能夠通過(guò)良好的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，將分散的生產(chǎn)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來(lái)，為管理者、操作員等企業(yè)職工提供良好的數(shù)據(jù)分析和信息交流途徑，提高生產(chǎn)控制的精度和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低勞動(dòng)力強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，保證企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對(duì)于提高化工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用。

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