DCS控制系统在化工生产中的应用研究龚若凡

DCS控制系统在化工生产中的应用研究龚若凡

龚若凡

龚若凡

山东兖矿国际焦化有限公司山东济宁272100

摘要：现如今，我国的经济发展越来越快，化工生产操作随着先进的科学技术逐渐走向科技化，最明显的一项是DCS控制系统地运用，这一系统可以在化工生产中进行全自动的智能控制，在保障质量的前提下，可以减低生产成本，减少对环境的破坏，提高工作效率及单位经济效益，确保了化工生产安全、稳定、长周期的运行。所以，DCS控制系统在化工生产中广泛应用。

关键词：DCS控制系统；化工生产；应用

中图分类号：TP27文献标识码：A

引言：近些年我国各领域企业都在进行自动化控制系统技术的融入，化工生产企业也不例外，在自动化控制系统中的DCS控制系统，它通过综合应用计算机通讯等技术对化工生产系统中的设备进行优化控制和保护，DCS系统在实际应用中具有很多优势，比如可靠性高、集中管理、具有一定的开发性等。

1DCS控制系统功能与结构分析

从DCS控制系统的功能可以知道，该系统的设计具有合理性，运用的原理主要涉及以下几个方面：（1）控制系统功能属于可控网络。DCS控制系统是一个综合性质的网络系统，通过运用化工生产中的仪器仪表、输入输出卡件、服务器等进行综合操控，它主要有三部分组成，在正常运行的过程中能够起到检测和控制的作用。第一，在DCS下层中包含的因素比较多，主要有控制对象、产品、相关仪表设备等。在这层中主要是收集数据信息，将数据信息分层整理后提交到指定地方，便于集中控制管理，这一层主要包含了闭环调节、执行顺序等环节。第二，在DCS系统之中，除底层之外就是中间层，主要由专业的工作人员组态控制策略，进行有效的操作和控制，该层的设置主要是为了便于对该层数据的分析和整理，从而使程序控制更科学合理。第三，上层即系统管理层，将分别在整个企业范围内的控制设备和数据处理部件联系在一起，共同完成各种控制及管理。（2）DCS系统的分层与功能。DCS控制系统是一个综合系统化的体系，它主要有三个部分组成，分别是控制层、管理层以及数据信息层［6］。DCS控制系统的功能具有多样化的特征，在化工企业中的研究运用具有至关重要的作用。DCS控制系统主要是为了方便建立化工设备中的I/O服务，通过寻找相关类型的数据信息进行整理研究，最终将整理的信息变为图形，方便于相关工作人员的运行操控，不断提升其运行效率。

2DCS控制系统的作用

2.1及时呈现系统的状况

在DCS系统中，首先要建立一个系统服务器，其次服务器对控制数据收集。最后呈给相关工作人员一个流程，数据，声音及单回路控制画面的变化，以便表达出DCS系统实时的状况，确保监控人员及时掌握DCS控制系统的状况。

2.2工作故障出现时进行报警

DCS控制系统具备报警的功能，使得在工作运行中能够对设备运行状态、模拟量、开关量、控制系统的状态等信息进行监督控制，还可以根据报警的时间，报警的地点及报警显示出的状况不同，判别控制系统工作故障的相关位置。比如，在化工生产工作时，存在搅拌机工作异常时，其控制界面就会将屏幕的颜色由绿色变化为红色，而且还会有声音响声的提醒及灯光闪烁的提示，来通知相关的工作人员要及时的解决这一故障。

2.3系统控制网络更加开放

DCS控制系统在设计方面采用了标准化的模式，在系统结构中会有主控制器对系统中设备的信号进行分析与控制反馈，并通过化工企业内部以太网来进行信号通信。因为模块化与标准化程度强，整个系统在开放性方面做的很好，这对于在控制系统中进行子系统和模块接入提供了便利，同时一些需要进行维护或者删除的模块也可以及时从网络系统中去除，这大大提升了控制系统组态的灵活性，使DCS控制系统在化工生产中应用的过程更具个性化。

3化工生产操作控制与DCS的应用

3.1液位串级控制应用

假如，在化工生产中要想实现进料量的过程和主塔的液位稳定，这就要求对主塔进行控制，在确保前塔的液位稳定的前提下，后塔的进料数量就会不稳定。然而，前塔要是出现了不稳定的现象，那就一定是因为后塔的进料数量而造成的。怎样的将前塔和后塔都达到一个稳定的状态，需求也是在同一个状态下稳定的进行，这就需要液位串级控制系统来进行必要的控制。液位串级控制系统这一主要的功能就是把流量控制器的给定值，用流量输出的方式进行具体的工作，把液位串级控制系统里已经加入的副回路，可以将塔里或将塔内排出端压力进行调节并且还要改变工作环节所导致的流量变化，来提升DCS控制系统的稳定性及准确性，最后真正的让因控制系统而造成的损失彻底的消除，最大程度上的节约人力及物力。

3.2整体的控制结构

从本质来讲，DCS应当属于可控网络中的典型，在这之中包含了服务器、工作站、其他仪器与设备等，DCS整体上涉及到3个层次的基本结构。在分散控制的新模式下，针对各生产流程中的化工设备都能予以全方位的监测。过程控制本身具备分散性的特征，其中关键在于采集生产对象与控制对象的信息；在获得精确信息的前提下，再将其传输至上层系统。可见，系统监控的全过程都会涉及到采集方式、执行顺序与闭环调节。除此，如果涉及到集中式的监控操作，那么有必要将其分配给中间层。从系统操作控制的角度来讲，中间层占据了很关键的位置。系统管理层构成了DCS中的最高层，针对各个时间段的生产流程都能予以精确控制，在此基础上再去分析、汇总信息并且完成存档操作。通过运用上述的操作过程，就能提升化工生产自动化控制的整体水平。

3.3联锁控制应用

在现场的工作环境中，相关的机械设备需要用联锁控制对其进行保护，当联锁达到了一个指定状态的时候，就要运用电脑的自动化去进行触发保护。比如说，电磁阀的动作是打开的状态还是关闭的状态。控制软件自身存在着安全性、准确性、可靠性的特点，是控制系统工作完成DCS控制系统的一大功劳。虽然DCS控制系统被运用于化工生产控制的各个行业中，仍存在一些小的问题需改善，但这并没有掩盖它的优点。相反，DCS控制系统不仅提高了生产的效率，管理的水平及监督的力度，又利用对原有数值功能性的记忆及逻辑性的判别，以及它智能化的特点替代相关工作人员在化工生产操作控制中的大量的工作，及时做出数据分析和紧急事件的联锁保护动作，实时、准确的避免了人工失误现象的发生。

结束语

总之，化工生产中应用DCS系统技术，可以提升工序的自动化控制与安全保护的效率，并且在生产中应用PID回路控制等技术，可以为生产过程提高效率和降低人为误差，达到生产工业稳定调节的目的，使化工企业生产的经济效益不断增长，为我国化工行业的发展提供助推力量。与传统的化工控制相比，建立于DCS技术前提下的生产控制具备更显著的实效性，同时也有助于消除其中潜在的安全漏洞。未来在实践中，技术人员还需不断的摸索，因地制宜运用DCS的系统控制方式，服务于化工生产综合实效的提升。

参考文献：

[1]甄海欣，徐国钦．自动化控制系统在化工生产中的应用和发展趋势[J].科技创新与应用，2014，（26）：87．

[2]孙永.浅析DCS控制系统在煤化工企业生产中的应用及维护[J].中国石油和化工标准与质量，2011，（10）：256.

[3]冯大明.自动化控制系统在精细化工企业中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014，（01）：232－233.