煤化工生產(chǎn)中DCS系統(tǒng)的應(yīng)用與改善途徑分析

潘海林，王 凱，姜任超

（1.山東華魯恒升化工股份有限公司，山東德州 253000；2.華魯恒升（荊州）有限公司，山東德州 253000）

1 在煤化工生產(chǎn)中DCS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前DCS 系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用逐漸廣泛，尤其在煤化工生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用得較多，然而，在長(zhǎng)期應(yīng)用過程中也發(fā)生了較多問題，常見的有硬件方面的問題，且其隱藏的應(yīng)用功能沒有全面發(fā)掘出來，不利于提升我國(guó)煤化工生產(chǎn)效果。同時(shí)，DCS 系統(tǒng)應(yīng)用于煤化工生產(chǎn)中，存在較多隱藏的故障問題，且這些問題在系統(tǒng)檢修和維護(hù)中難以被發(fā)現(xiàn)，為日后生產(chǎn)及系統(tǒng)的應(yīng)用埋下了隱患。此外，隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用在不斷完善，但相關(guān)人才資源匱乏，導(dǎo)致系統(tǒng)的應(yīng)用效果得不到全面地發(fā)揮。

2 煤化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2.1 DCS系統(tǒng)在煤化生產(chǎn)全過程中的應(yīng)用

在煤化工生產(chǎn)中應(yīng)用DCS 系統(tǒng)，可將生產(chǎn)過程劃分為兩個(gè)單獨(dú)的部分。這兩個(gè)區(qū)域的控制分貝使用單獨(dú)的US 管理控制臺(tái)完成，彼此之間互不影響。在這種情況下，對(duì)于兩個(gè)區(qū)域具體情況的觀察，可通過總控制臺(tái)完成。DCS 系統(tǒng)還包括控制站，稱為PM，其主要是對(duì)運(yùn)輸和收集等操作數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，且需要建立與其他設(shè)備的通信渠道。另外，合理地利用PM控制臺(tái)，無論是工程師還是操作員，均可以實(shí)現(xiàn)良好的溝通，提高了生產(chǎn)期間的工作效率。此外，DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中，要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的交流，可合理地使用智能變送器，在US 平臺(tái)上儀表相關(guān)人員可對(duì)發(fā)射機(jī)的工作進(jìn)行配置。在生產(chǎn)期間應(yīng)用放發(fā)射機(jī)，有利于提高生產(chǎn)的精度和準(zhǔn)確度，同時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性得到了保障。DCS具有較多的控制電位，可達(dá)到數(shù)萬名，有利于多個(gè)系統(tǒng)一同運(yùn)行目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2 現(xiàn)代化管理系統(tǒng)

AMS、MES 等系統(tǒng)是當(dāng)前常見的現(xiàn)代化管理系統(tǒng)。在生產(chǎn)期間應(yīng)用AMS 管理系統(tǒng)時(shí)，其主要是通過一體化的特點(diǎn)，進(jìn)行相關(guān)智能程序的管理，如儀表和閥門定位器，在應(yīng)用過程中可根據(jù)優(yōu)化方案對(duì)相關(guān)智能設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和校驗(yàn)。其能夠在相關(guān)設(shè)備維修的過程匯總提供參考，有利于故障診斷的準(zhǔn)確性。而負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理功能模塊的系統(tǒng)是MES，其包括多個(gè)功能，最常見的有人力資源管理、工序調(diào)度及資源和狀態(tài)管理、過程管理、質(zhì)量及維護(hù)管理、文檔控制和產(chǎn)品跟蹤及清單管理、數(shù)據(jù)采集和性能分析。在DCS網(wǎng)絡(luò)上將上述系統(tǒng)掛載，能夠促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行安全性的提高，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證高效地完成生產(chǎn)任務(wù)。

3 在煤化工企業(yè)應(yīng)用中DCS系統(tǒng)面臨的問題

3.1 通信方面問題

在煤化工生產(chǎn)過程中，DCS 系統(tǒng)應(yīng)用得較廣泛，說明生產(chǎn)過程中系統(tǒng)的通信量在增加。在生產(chǎn)過程中，因許多外界因素會(huì)對(duì)DCS 系統(tǒng)的通信造成干擾，所以其傳輸?shù)姆€(wěn)定性也會(huì)大大降低，甚至?xí)鸢踩鹿?，從而給企業(yè)帶來沉重的打擊。該問題可通過標(biāo)簽對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行記錄，確保信息傳遞的穩(wěn)定性。

3.2 系統(tǒng)安全問題

在企業(yè)生產(chǎn)中DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用，難免會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)問題，這也是導(dǎo)致系統(tǒng)故障的主要原因之一。例如，系統(tǒng)運(yùn)行期間，自身具備一定的干擾抵抗力，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中配置缺乏合理性或初始化錯(cuò)誤，系統(tǒng)的抗干擾能力下降甚至出現(xiàn)故障，系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)受到影響。該問題的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)安全問題出現(xiàn)，若不及時(shí)采取有效措施干預(yù)，就會(huì)造成嚴(yán)重后果。針對(duì)這一問題，相關(guān)人員要定期進(jìn)行系統(tǒng)的處理和檢修，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)維護(hù)，保證生產(chǎn)中DCS 系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。

3.3 雷電保護(hù)問題

DCS 系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性是保證生產(chǎn)效率的重要基礎(chǔ)。其中常見就是雷電保護(hù)問題，需要采用正確的接地方式進(jìn)行DCS 系統(tǒng)的處理，通過該方法可提高系統(tǒng)抗干擾的能力，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全。在接地線的安裝過程中，相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)要求進(jìn)行操作，確保防雷的有效性，為DCS 系統(tǒng)安裝防雷裝置，也可應(yīng)用金屬絕緣導(dǎo)線提高系統(tǒng)的防雷能力。

3.4 警報(bào)系統(tǒng)問題

在DCS 系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，警報(bào)系統(tǒng)是必不可少的重要組成部分，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并將有關(guān)信息進(jìn)行反饋，有利于故障的及時(shí)處理，保證生產(chǎn)的安全性。當(dāng)前，相關(guān)人員需要對(duì)警報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)行加強(qiáng)重視，定期進(jìn)行系統(tǒng)的檢修和維護(hù)，及時(shí)了解警報(bào)系統(tǒng)的性能，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并依據(jù)智能化管理的需求，進(jìn)一步調(diào)整警報(bào)系統(tǒng)。

4 改善煤化工系統(tǒng)中DCS系統(tǒng)的主要途徑

雖然我國(guó)DCS 系統(tǒng)在煤化工生產(chǎn)中的應(yīng)用趨于完善，但運(yùn)行中仍然存在些許問題，想要提高DCS系統(tǒng)的應(yīng)用效果，需要對(duì)該系統(tǒng)的應(yīng)用途徑進(jìn)行改善，可通過以下幾個(gè)方面著手。

4.1 對(duì)DCS系統(tǒng)的局限性進(jìn)行優(yōu)化

目前我國(guó)煤化工行業(yè)的相關(guān)研究較多，結(jié)合實(shí)際情況來看，煤化工生產(chǎn)過程中DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用雖然較為廣泛，但仍然有局限性。這也說明，DCS 系統(tǒng)應(yīng)用中仍然有較大的發(fā)展空間，因此DCS 系統(tǒng)的相關(guān)研究人員，需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)該系統(tǒng)的潛能進(jìn)行不斷開發(fā)，實(shí)現(xiàn)其功能的深度發(fā)掘，從而使DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用效果得到全面的實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際改善過程中，相關(guān)人數(shù)需要充分了解DCS 系統(tǒng)的核心技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)和檢查。中央處理設(shè)備是DCS 系統(tǒng)的核心，所以需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)該部分的檢修和維護(hù)，這也是煤化工生產(chǎn)中較為薄弱的穩(wěn)態(tài)，所以想要有效解決上述問題，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)維護(hù)和檢修工作的重視。

DCS 系統(tǒng)由多個(gè)系統(tǒng)組成，其信息的傳遞保證的系統(tǒng)運(yùn)行的效果，所以想要改善DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用，需要確保系統(tǒng)間信息傳遞的穩(wěn)定性和有效性。比如：通信接口是大部分信息傳遞的主要模式，如果出現(xiàn)通信結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況，信息傳遞的穩(wěn)定性就會(huì)受到直接影響，對(duì)此相關(guān)人員需要關(guān)注系統(tǒng)運(yùn)行的情況，并使用不同的標(biāo)簽對(duì)不同地點(diǎn)進(jìn)行體現(xiàn)，以此減少信息錯(cuò)誤覆蓋的情況，避免發(fā)生信息傳遞錯(cuò)誤的情況。此外，在系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的過程中，企業(yè)需要對(duì)自身運(yùn)行情況進(jìn)行充分了解，可結(jié)合本企業(yè)DCS 系統(tǒng)運(yùn)行的狀況，建立相對(duì)應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，以此保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的問題，從而及時(shí)進(jìn)行問題的處理和改善，保證系統(tǒng)運(yùn)行中安全性和有效地提高，減少隱患問題。

4.2 對(duì)DCS系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行優(yōu)化

在DCS 系統(tǒng)中，重要的環(huán)節(jié)之一是集散型控制系統(tǒng)。對(duì)該系統(tǒng)合理的應(yīng)用，有利于改善DCS 系統(tǒng)應(yīng)用中所面臨的困境。比如，煤化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用集散型控制系統(tǒng)：①企業(yè)負(fù)責(zé)應(yīng)用DCS 系統(tǒng)的相關(guān)人員，需要建立兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，即RS-232、CAN，并對(duì)這兩個(gè)端口進(jìn)行合理的適配，從而保證不同的信息可結(jié)合實(shí)際需求通過不同的渠道進(jìn)入相關(guān)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)DCS 系統(tǒng)在煤化工生產(chǎn)中的操作及相關(guān)應(yīng)用。②對(duì)DCS 系統(tǒng)應(yīng)用中的基礎(chǔ)理論進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，融入新型的科學(xué)技術(shù)和DCS 技術(shù)，從而促進(jìn)DCS 系統(tǒng)應(yīng)用的突破。比如：將OPC 技術(shù)融入原有的DCS 系統(tǒng)理論中，同時(shí)在原有的DCOM技術(shù)基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的OPC 基礎(chǔ)在不同的服務(wù)主機(jī)上分別設(shè)置，以此實(shí)現(xiàn)智能化和網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)DCS 系統(tǒng)運(yùn)行中的全面監(jiān)控，從而促進(jìn)DCS系統(tǒng)應(yīng)用過程中效果的提高，并且在更大的范圍內(nèi)使DCS 系統(tǒng)得到充分應(yīng)用。

4.3 煤化工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)提高DCS系統(tǒng)應(yīng)用的重視

DCS 系統(tǒng)在煤化工生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)，許多企業(yè)員工認(rèn)為其對(duì)該系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)較為充足，且非常自信地認(rèn)為根據(jù)自身掌握的相關(guān)知識(shí)，可將DCS 系統(tǒng)全面地應(yīng)用于煤化工生產(chǎn)中。然而，DCS 系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，許多工作人員對(duì)其認(rèn)識(shí)處于初級(jí)階段，相關(guān)人員需要不斷深入地探討和研究DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用。另外，煤化工生產(chǎn)企業(yè)，需要重視DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用，并在應(yīng)用中設(shè)置相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，保證其統(tǒng)一化，以此使DCS系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)得到保障，同時(shí)不斷進(jìn)行DCS 系統(tǒng)的完善，使其應(yīng)用效果得到優(yōu)化。

在企業(yè)生產(chǎn)過程中，充分了解DCS 技術(shù)的應(yīng)用，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)內(nèi)部管理模式進(jìn)行改善，從而保證新型DCS 系統(tǒng)與企業(yè)管理模式相匹配，以此促進(jìn)DCS 系統(tǒng)應(yīng)用效果的提高。

4.4 對(duì)系統(tǒng)的日常維護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)

DCS 系統(tǒng)的管理是煤化工生產(chǎn)過程中的重要管理內(nèi)容，想要保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要定期進(jìn)行維護(hù)，并持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行，保證其作用得到全面發(fā)揮。在系統(tǒng)維護(hù)過程中可根據(jù)以下步驟完成。①對(duì)DCS 系統(tǒng)的管理及相關(guān)制度進(jìn)行完善，確保管理工作全面落實(shí)。②對(duì)系統(tǒng)的溫度進(jìn)行合理地控制，系統(tǒng)運(yùn)行中合理地控制其環(huán)境溫度，溫差范圍保持在±5 ℃左右。③相關(guān)人員還要做好系統(tǒng)的防塵工作，定期組織相關(guān)人員清潔系統(tǒng)，避免外界因素的影響，同時(shí)還要設(shè)置靜電保護(hù)系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展水平不斷提高，科技創(chuàng)新理念的不斷深入，煤化工生產(chǎn)企業(yè)得到了快速且穩(wěn)定的發(fā)展，在此期間DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用起到了重要作用，且對(duì)我國(guó)煤化工企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程的影響是不可否認(rèn)的。所以為了進(jìn)一步提高煤化工企業(yè)的發(fā)展，需要重視DCS 系統(tǒng)的應(yīng)用與改善，明確實(shí)際應(yīng)用中存在的穩(wěn)態(tài)及亟待完善的部分，促進(jìn)系統(tǒng)在生產(chǎn)中應(yīng)用水平的提高，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提升，從而保證企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，提高自身社會(huì)適應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)人們生活水平提高的宏偉目標(biāo)。另外，企業(yè)還需要結(jié)合自身發(fā)展要求及目標(biāo)，不斷改善DCS 系統(tǒng)應(yīng)用，從而提高生產(chǎn)效率。