化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運用分析

摘 要：從20世紀80年代以后，普通的儀表逐步被DCS控制系統(tǒng)代替，變成了當今化工生產(chǎn)中重要的控制系統(tǒng)，特別是現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，使得DCS控制系統(tǒng)在性能和功能方面都有了非常大的提升。該文主要對化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運用情況進行探討分析。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn) DCS控制系統(tǒng) 運用分析

中圖分類號：TQ056；TP273文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0117-01

1 DCS控制系統(tǒng)功能簡介

1.1 對系統(tǒng)狀況進行實時顯示

在控制系統(tǒng)中，建立O/I的系統(tǒng)服務(wù)，收集現(xiàn)場控制點的數(shù)據(jù)，在操作員站上顯示出單回路控制畫面、流程畫面、聲音、數(shù)據(jù)等方面的變化，從而更好的體現(xiàn)出系統(tǒng)的整體運行概況。

1.2 對相關(guān)作業(yè)參數(shù)進行調(diào)整

操作員根據(jù)操作員站上顯示的各種數(shù)據(jù)，迅速的對生產(chǎn)過程中的各種運行參數(shù)做出調(diào)整，比如液位參數(shù)、流量、溫度、壓力等方面的參數(shù)。

1.3 對運行故障進行報警

DCS控制系統(tǒng)通過創(chuàng)建自動報警功能，可以對系統(tǒng)的狀態(tài)、硬件設(shè)備狀態(tài)、開關(guān)量、模擬量等方面的信息進行實時的監(jiān)控，可以根據(jù)不同的報警點、報警時間、報警顯示狀況等方面的內(nèi)容來判斷出系統(tǒng)出現(xiàn)故障的位置。例如當攪拌電動機運轉(zhuǎn)異常的時候，操作界面的屏幕就會從綠色逐步變成紅色，且伴隨有聲音提示和燈光的閃爍，以便告知操作員迅速的對系統(tǒng)運行問題進行解決。

1.4 對運行狀態(tài)進行監(jiān)督

DCS控制系統(tǒng)還具有分析處理報警信息、查看歷史參數(shù)、閱覽操作記錄等方面的功能。可以對操作員的誤操作和實際操作情況進行監(jiān)督。當出現(xiàn)事故的時候，可以使用分析歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的方法，來找出故障的原因，從而及時的采取相關(guān)措施，杜絕相關(guān)故障再次出現(xiàn)，降低損失。

2 在化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)

2.1 控制反應(yīng)器的反應(yīng)溫度的應(yīng)用

在整個化工生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器控制是最重要的一個部分，它的生產(chǎn)控制水平的高低對生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量有非常大的影響。壓力控制的好壞、工藝參數(shù)溫度的的合理度，直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。如何更好的把控好反應(yīng)溫度的平穩(wěn)度，是整個控制過程中的一個重要環(huán)節(jié)，如果沒有及時的移除設(shè)備運行過程中的反應(yīng)熱，會導致反應(yīng)溫度持續(xù)升高，最后沒有辦法對其進行控制。反應(yīng)溫度、反應(yīng)器及進料系統(tǒng)物料三個部分有直接的聯(lián)系，所以，配套使用了流量定質(zhì)控制儀、質(zhì)量流量計、橢圓齒輪流量計來對三種反應(yīng)物料的反應(yīng)器流量進行控制，合理的保證了物料的配比。

考慮到這一工藝的特征，從控制角度來來說，反應(yīng)過程主要是由升溫升壓階段、過渡階段、恒溫恒壓階段構(gòu)成的。在這幾個階段中，對控制準確度要求比較高的是恒溫恒壓階段，是溫度反應(yīng)階段的重要環(huán)節(jié)。所以測量溫度的部件使用A級精準度的鎧裝雙芯鉑電阻來進行溫度測量，因為這種配件具有反應(yīng)敏捷、測量準確、質(zhì)量平穩(wěn)、熱反應(yīng)速度快等特點，所以極大程度的降低了因溫場不同而出現(xiàn)的誤差。雙芯鉑電阻中一個芯是溫度變送器，另一芯是Pt100電阻信號。而且不同范圍所輸出的溫度范圍4～20 mA信號，根據(jù)不同的工藝也是不同的。4～20 mA的電流信號是對循環(huán)水的調(diào)節(jié)閥進行控制，Pt100電阻信號是用來對蒸汽調(diào)節(jié)閥進行控制的。

在對溫度進行控制的過程中，常規(guī)的控制方法有熱效應(yīng)高、容量大、傳熱效果不好的等方面的缺點，所以使用了DCS控制系統(tǒng)對其進行控制，很大程度的提高了溫度控制的準確度，解決了反應(yīng)器反應(yīng)慢的問題。在溫度升高時，DCS控制系統(tǒng)會主動執(zhí)行“反應(yīng)溫度（蒸汽）程控投入”這一步驟，同時在執(zhí)行這一程序的過程中，會根據(jù)升溫過程中，升溫速度的快慢，對“反應(yīng)溫度（蒸汽）程控投入”進行切斷這一程序。

DCS詳細的控制溫度的流程為：

（1）在當T2

2.2 控制液位串級的應(yīng)用

在作業(yè)工程中通過使用串級均勻控制系統(tǒng)對后塔進料量和前塔液位的平穩(wěn)度進行控制。也就是說，控制器的給定值是液位控制的輸出值。同時因為在這個系統(tǒng)中有副回路，對排出端壓力和塔內(nèi)壓力產(chǎn)生的流量變化有了一個很好的抵制作用，從而使得系統(tǒng)運行起來更加的穩(wěn)定。不僅減少了人力的投入，同時也降低了因為過大的系統(tǒng)波動而造成的損失。

2.3 進行聯(lián)鎖控制

通過電腦的自動運算對作業(yè)設(shè)施進行保護的方法叫做聯(lián)鎖控制。也就是說，在系統(tǒng)運行的過程中，如果達到了聯(lián)鎖條件，就會自動執(zhí)行一系列的動作。例如關(guān)閉或者打開調(diào)節(jié)閥、電磁閥動作、電動設(shè)備動作等。整個操作過程是由計算機系統(tǒng)軟件組態(tài)完成的，有著非常高的關(guān)聯(lián)性、可靠性、精準性，而且還具有邏輯判斷、智能化、事故記憶等效果。可以完全代替操作人員對突發(fā)事故進行處理、執(zhí)行大量的操作等。聯(lián)鎖控制的運行原理為：當液位低于設(shè)定下限時，DCS就會產(chǎn)生啟動控制開關(guān)的信號，此時電動機就會自動進入運行狀態(tài)；而液位高于設(shè)定上限時，DCS就會發(fā)出切斷開關(guān)連接的信號，電動機便會自動的停下來。同時也可以手動的使用DCS發(fā)出停止或者啟動的信號。

2.4 化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)的效果

SmartPro DCS系統(tǒng)在投入使用后，運行非常的穩(wěn)定，系統(tǒng)中的各種功能都是嚴格遵循設(shè)計方案進行的，并且運行過程中的穩(wěn)定性和控制準確度完全達到設(shè)計標準。操作人員可以利用實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程中的各種操作工藝進行分析研究，對工藝過程運行規(guī)律有一個比較準確的把握，并及時的對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整，確保作業(yè)過程保持在一個良好的作業(yè)狀態(tài)，而且在對各種作業(yè)參數(shù)進行監(jiān)控的過程中，可以發(fā)現(xiàn)一些會對生產(chǎn)質(zhì)量造成影響的問題，并對問題進行解決，降低了事故的發(fā)生頻率，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3 結(jié)語

總而言之，在化工生產(chǎn)過程中使用DCS控制系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)過程中操作、管理、監(jiān)控的效率。而且通過使用分散控制的方法對工藝生產(chǎn)過程進行控制，不僅降低了操作員工作的繁瑣程度，而且也使得生產(chǎn)的安全性更高。

參考文獻

[1]北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司. SmartPro系統(tǒng)使用手冊[Z].2004.

[2]北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司. HOLLIAS-MACS硬件FM系列使用手冊[Z]. 2004.