DCS在企業中的應用和教學中的重要性

　　摘 要： 本文簡要介紹了DCS的發展及在企業中的應用。
　　關鍵詞： DCS 發展 應用 化學工業
　　
　　一、DCS的發展
　　近20多年來，由于微電子技術和計算機技術的飛速發展，以及工業自動化要求的逐步提高，DCS經歷了幾個階段的發展過程，結構日臻完善，技術更加成熟，已經成為生產自動化不可缺少的自控裝置。特別是上世紀90年代以來，DCS硬件方面廣泛采用技術指標更先進的高檔工業PC，有的甚至采用了RISC工作站，軟件方面引入了通用的商業化軟件包，系統互連方面采用國際標準的通用網絡，逐步向信息集成的方向發展。
　　受信息技術（網絡通信技術、計算機硬件技術、嵌入式系統技術、現場總線技術、各種組態軟件技術、數據庫技術等）發展的影響，以及用戶對先進的控制功能與管理功能需求的增加，各DCS廠商（以Honeywell、Emerson、Foxboro、橫河、ABB為代表）紛紛提升DCS系統的技術水平，并不斷地豐富其內容。可以說，以Honeywell公司最新推出的Experion PKS（過程知識系統）、Emerson公司的PlantWeb（Emerson Process Management）、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3（PRM-工廠資源管理系統）和ABB公司的Industrial IT系統為標志的新一代DCS已經形成。
　　新一代DCS的體系結構主要分為四層結構：現場儀表層、控制裝置單元層、工廠（車間）層和企業管理層。一般DCS廠商主要提供除企業管理層之外的三層功能，而企業管理層則通過提供開放的數據庫接口，連接第三方的管理軟件平臺（ERP、CRM、SCM等）。所以說，當今DCS主要提供工廠（車間）級的所有控制和管理功能，并集成全企業的信息管理功能。
　　信息和集成基本描述了當今DCS系統正在發生的變化。用戶已經可以采集整個工廠車間和過程的信息數據，但是用戶希望這些大量的數據能夠以合適的方式體現，并幫助決策過程，讓用戶以他明白的方式，在方便的地方得到真正需要的數據。信息化體現在各DCS系統已經不是一個以控制功能為主的控制系統，而是一個充分發揮信息管理功能的綜合平臺系統。DCS提供了從現場到設備，從設備到車間，從車間到工廠，從工廠到企業集團整個信息通道。這些信息充分體現了全面性、準確性、實時性和系統性。
　　二、DCS在化學工業中的應用
　　我國化學工業生產過程控制率先使用DCS的是吉化公司化肥廠，該廠1981年引進日本橫河公司的CENTUM系統，控制9個機組的合成氨生產工藝，因其運行安全可靠，受到各方面的好評。此后，DCS在我國化工企業應用迅速發展，許多大中型化工廠都采用DCS來改造傳統生產流程，利用DCS豐富的軟硬件功能開發先進控制系統，構成節能效果顯著的復雜控制回路，進而研究開發優化操作方法和人工智能等控制策略，收到了明顯的社會效益和經濟效益，使我國化工自動化水平上了一個新臺階。到1998年我國化學工業（含石油化工）已有1100多套不同型號的DCS生產裝置投入運行。據不完全統計，我國有94%的大型氨廠、65%的中型氨廠和100%的大型乙烯廠安裝了DCS，用于過程控制和企業管理。化學工業在我國工業部門DCS應用套數最多，新建化工裝置儀表和控制系統的投資一般占整個生產裝置投資的10%—15%。化工企業對DCS的認識，隨著DCS的功能增強和價格降低而逐漸加深，應用范圍也隨之日益廣泛。上世紀80年代只有大中型企業或大型聯合裝置才采用DCS控制生產過程。現在所有在建的化工裝置，不論規模大小均采用DCS。DCS的廣泛應用，除了人們認識的轉變以外，主要驅動力還是市場競爭和技術進步導致DCS生產廠家不斷進行產品改進，使其功能更強、應用更方便，產品價格也不斷下降。總之，計算機的技術進步為DCS的廣泛應用提供了非常有利的條件。從現實情況看，我國化工企業的DCS應用也還有很大的潛力。
　　三、DCS在火電廠的應用
　　從20世紀80年代末開始，我國單機容量300MW及以上的火電機組開始全面采用集散控制系統（DCS），控制范圍主要為汽機和鍋爐，使機爐的自動化和控制水平大大提高。為了解決電氣和熱工之間自動化水平不協調的問題，從90年代中后期開始，電氣系統的發變組系統、廠用電系統陸續開始納入DCS進行監控，但電氣系統的數字化繼電保護和自動裝置是通過硬接線的方式接入DCS，而沒有通過網絡通信實現。隨著電子技術、信息技術的發展和電力運營的逐步市場化，火電廠在自動化技術應用方面取得了快速發展，火電廠電氣和熱工自動化的融合成為目前火電廠自動化的焦點問題之一。電氣監控系統（ECS）的部分信息通過網絡通信方式接入DCS成為一種新的發展方向，在新建的大中容量機組中得到了廣泛應用。對于取消全部硬接線、完全采用通信方式接入DCS，不少電力設備制造廠家和電廠也正在積極嘗試與探索。
　　四、DCS在教學中的重要性
　　隨著DCS技術的不斷發展，以及其在企業中的廣泛應用，企業對DCS技術維護人員的需求越來越多，對DCS維護人員技術水平要求也越來越高。目前，化工廠、發電廠等企業的自動化水平越來越高，DCS技術維護人員緊缺。為使自動化專業學生更好地適應企業的要求，在教學中應加強DCS相關知識的教授與學習。