DCS控制系统在工业自动化中的应用

DCS控制系统在工业自动化中的应用

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摘要：随着社会的进步，工业行业的生产技术也在不断地进行改革，DCS控制系统是一种以计算机为基础的自动化系统，在工业生产中可以有效地提高生产效率，提高设备的精度，在工业生产中，这种自动控制系统得到了广泛的应用。DCS控制系统在应用过程中，帮助员工提供了很好的支持，提高了工业生产水平，具有很高的优势

关键词：DCS控制系统；工业自动化；应用

引言

DCS可以用在集中管控或者分类并行性管理生产活动的任务中，是综合式的控制系统装置。其的出现是顺应当代工业规模化、自动化的生产发展趋势，应对生产加工期间对管控工作的复杂化要求，借此可实现集中管控，统筹全局，DCS把通信网络和自动化控制整合起来，可以有效提高工业活动的运行效率。

1DCS控制系统介绍

1.1　DCS系统组成

DCS系统组成包括硬件设备部分及软件程序两大部分，DCS系统是一个完整的整体。DCS控制系统主要由计算机、仪表以及传感器等构成，在此过程中，仪表起到了十分关键的作用。在实际应用时，可以通过不同类型的仪表来实现对电厂生产过程的有效监控与调节。DCS系统还包含着很多功能模块，如：显示模块、通信接口等等。DCS系统是一种自动化程度较高的系统，具有很高的可靠性与安全性。该系统由数据采集模块、控制执行模块和通信管理模块三大部分组成。其中，数据采集模块负责完成信号传输功能，控制执行模块负责处理指令信息，通信管理模块提供网络通信服务，软件采用C语言编写。

1.2DCS系统的工作过程

通信信道和传输方式DCS控制系统中的主要通信介质是现场总线（FF），现场总线技术以其可靠性高、抗干扰性强以及易于扩展的特点在工业自动化领域得到了广泛应用。而现场总线技术又分为两种：一种是基于IEC61850标准的现场总线技术；另一种是采用TCP/IP协议的现场总线技术，也称现场网络，这两种现场总线技术各有优缺点。现场总线是由一组或多组控制器节点组成一个网络拓扑结构，并通过这些控制器节点与上位机进行信息交互来完成对被控对象的监测和操作。它把分散的设备连接起来形成分布式智能网络系统，这种网络结构称为现场总线。由于现场总线具有开放性、实时性、互操作性和可重构性等优点，因此被广泛地应用于工业控制领域。

2DCS控制系统在工业自动化中的应用

2.1紧急制动

工业生产容易发生产品损坏，这往往是在特殊情况下，不易控制，不可抗力造成的。在工业生产中，会出现一些危险品的损坏，这会给工业生产带来一定的风险，甚至危及工作人员的生命财产安全。采用DCS控制系统可实现紧急制动，在出现危险时及时制动，并可将风险控制在一定范围内。如果在工业生产中检测到危险，使用DCS可以随时停止生产，最大限度地保证人员的安全，减少经济损失。此外，紧急制动系统还可以保证生产的稳定性。

2.2连锁控制

在工业生产过程中，不是一个简单的循环就能完成的，而且还涉及到多个部门、多个生产环节，因此工业生产具有一定的复杂性。过去，工业生产过程需要大量的人力资源，还需要进行大量的计算，对工业生产的精度要求比较高。为了保证工业生产的安全，需要使用不同的防护装备来保证人员和生产的安全。采用DCS控制系统后，可实现工业生产的自动化控制。首先，可以在一定程度上减少劳动力的投入，实现自动化控制和计算。其次，通过系统的应用，可以控制连接，也可以控制断开，利用计算机输入程序，DCS系统将根据程序控制设备的相应运行，从而保证设备的自动化生产。在生产过程中，也要对人力资源进行控制，有效提高生产效率。在工业生产中，也需要对风险进行控制，而DCS系统可以对这些风险进行识别和控制，保证工业生产的安全。

2.3改善外部环境

为了保证DCS的稳定工作，不仅要保证系统配置充分，还要考虑系统运行的环境。通过这一举措的有效实施，可以有效地维持工作条件。(1)控制室。在DCS操作中，控制室相对靠近控制现场，操作方便，基本不涉及危险，不易受到振动源和噪声、电磁等的干扰。对于危险、污染较大的设备，可根据区域优势风向将设备布设在逆风位置，也可选择当地频率较低的风向对应顺风位置。在中控区，需要配备操作室、机柜室等，并增加一些辅助用房，如布置独立的元器件、电源空间等。其中，手术室应配备显示屏、手术台等。显示屏与操作台前后应预留适当空间，前宽1.5~2.5m，后宽3.5~5m，使布局便于日常操作和异常检修。系统柜内的配电仪表、输入输出模块、控制模块。在内部设备分布设计中，要注意操作散热、后期操作维护等问题，同时要落实线路密封和空间防火管理措施。(2)接地处理。首先，信号源没有接地。对于这方面的测点，相应的屏蔽线可以用以下方法处理。①单根屏蔽电缆的屏蔽层必须在机柜内接地。②采用多芯电缆进行数据传输，设置多个单屏蔽线检测点，并将所有单线与多芯电缆的相应屏蔽层有效连接，同时也放置在机柜侧面进行接地处理;③在有效连接的前提下，屏蔽电缆中间端子处的屏蔽层必须在机柜侧接地。其次，将信号源定位在测量空间中。①信号电缆为单绞屏蔽电缆，应就近设置接地测点。②选用多芯电缆时，技术人员需要在可调屏蔽线与电缆总屏蔽层之间做稳定连接，就近接地也是如此。③中间端子位置的屏蔽层应有效连接。最后，信号线接地。在DCS和模拟仪表连接到同一传感装置的情况下，信号线一般是屏蔽的。相应的屏蔽层应符合两个标准。当两根信号线的屏蔽层均接地时，应将接地点置于信号源的一侧。如果现场没有接地，请将其放置在机柜的一侧。

2.4DCS控制系统日常维护

系统设计不合理造成的故障DCS控制系统的基本构成包括硬件和软件两大部分组成。DCS控制系统硬件部分主要包含PLC控制器，I/O模块，输入输出模块，输入输出保护单元以及显示驱动装置。其中，PLC控制器作为整个系统的核心控制部件，负责对各种信号的处理及传输功能，IPC是以工业现场总线为基础来实现各节点间数据传送的一种计算机接口标准，它们均由单片机控制，实现集中管理。而软件部分则是通过通信协议实现与上位机之间进行信息交互并完成相应任务，由于DCS控制系统采用了先进的控制技术及通信技术，因此其具有较高的可靠性，且运行稳定可靠。

结语

在工业自动化生产过程中，DCS控制系统本身具备安全程度高的应用优势，是较为先进的控制化系统。但是，将DCS控制系统应用在工业自动化生产环节中，极易受到多种因素的影响，会导致系统运行过程中出现故障问题。为此，管理人员需借助有效的管控措施来降低故障发生的概率，以确保工业系统运行的稳定性与可靠性，推动工业的可持续健康发展。

参考文献

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