淺析化工生產中DCS自動控制的應用

摘 要：科技的快速發展也促進了化工生產中的自動控制生產，集散控制系統DCS就已經很廣泛的應用在了現代工業中，它能使得高科技時代出現的各種設備具有更加多樣化和新型的功能。文章就針對化工生產中DCS的自動控制的應用進行了分析。

關鍵詞：DCS；化工生產；自動控制

中圖分類號：TQ063 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0082-02

在工業生產中，DCS和PLC都占據了舉足輕重的地位。PLC控制系統是采用了可編程序控制器組成的控制系統，它結合了繼電器控制、計算機和通信技術的特點，可以快捷、簡便的編程來實現定時、邏輯、PID調節等過程，現在很多國內外的化工企業采用了PLC控制系統來嚴格控制化工生產中要求的連貫性、極高的安全等級等嚴格的生產條件，但是繼電器控制具有局限性，PLC只可以進行開關量的控制，無法對模擬量進行處理，常見的PLC控制系統較于DCS有較少的模擬量的控制和連鎖，因此大多數是用在小型自動控制場所，并且控制生產過程就相對簡單，傳輸的數據較少。

同樣，DCS在我國的自動控制行業內被稱為集散控制系統，是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。這是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。DCS在1975年面世，為我國的大型工業生產裝置的自動化水平的提高做出了巨大貢獻，極大地提高了化工生產的質量和安全性。

1 DCS自動控制概述

因為DCS系統集成了計算機技術、控制技術以及網絡通信技術和顯示技術，所以DCS擁有極強的控制功能、極強的系統可靠性，并且擁有良好的人機交互界面可以更直觀的應用于化工生產、電力、冶金等自動化的領域。并且隨著軟硬件的不斷升級發展，DCS系統也更為廣泛的應用在了石油、制藥、建材等各行各業中去。

DCS經面世以來就不斷的進步，隨著自動化程度的提高也同時提高了生產效率，最大限度的節能減耗。比如我公司也采用了DCS自動控制系統，公司生產裝置中采用了國產組態王、世紀星、昆侖通態以及國外GE公司的IFIX、西門子公司的WINCC等多種上位機軟件與PLC組成的DCS系統。就實現了化工裝置的工藝生產操作、監視、自動控制、程序控制、聯鎖控制、數據采集和生產管理等功能。現如今，通過對DCS技術的不斷研究，采用SmartPro DCS控制系統可以更好的實現DCS在生產控制中的應用。DCS工作流程圖如圖1所示：

DCS系統的主要功能和特點包括實時性、參數調整、報警功能以及監督功能。DCS系統有很好的實時性，可以通過控制站建立系統的輸入輸出服務，實現了對化工生產中的自動控制功能，這樣可以及時的對現場的數據進行采集，并對化工生產中的整體運行狀況的參數進行直觀性的體現；DCS系統可以對參數調整進行及時、準確的調整，壓力、溫度、流量等參數都能及時的調整到最佳狀態；DCS系統還能通過創建報警服務，對開關量、硬件設備和系統運行狀態進行報警監視，通過它的自動控制對報警的地點、時間以及報警信息進行顯示，從而可以提醒工作人員何時何地出現故障，及時進行修理，避免不必要的損失；其監督功能可以通過對歷史參數進行瀏覽，查閱操作記錄和分析故障信息，生成相應的工作日志，這樣，故障發生時，可以憑著對過去數據的分析，以最快的速度查找故障的產生原因，來減少化工生產中的損失。

2 DCS在化工生產中的應用

DCS系統在化工生產中應用廣泛，其中一個重要應用就是在化工生產中緊急停車系統，緊急停車系統必須要時刻保證穩定的安全性，也是化工企業中最為關鍵的安全保證基礎，因此化工生產中通常把DCS系統的緊急停車系統進行單獨設置，兩者相輔相成，極大地減小了緊急情況下的操作和判斷的失誤，提高了整體的可靠安全性。

但是在DCS系統廣泛應用的過程中，它雖然解決了一些傳統過程中控制的難題，但是DCS系統也不是智能的，在化工生產過程中仍然存在著一些問題。比如說現場信號不好，DCS硬件故障問題等等，所以在生產應用中應該采取必要的措施來避免這些問題。保證DCS系統運行在溫度、濕度都合適，并且粉塵較少的環境下，嚴格避免放置在有腐蝕性的氣體環境中，這可以有效的避免DCS系統死機情況；盡量減少對系統產生的碰撞、振動和電磁干擾來保證系統的穩定性，對一些需要更換或者維修的器件，在佩戴防靜電手套的情況下進行操作，防止靜電效應對系統造成的影響；設計DCS系統時同時要考慮化工生產后期可能做到的擴展升級，要預留空間，這樣才能及時全面的掌握系統的運行狀態同時保證系統可以更加長久的運行。下圖2所示為DCS系統工作原理圖：

除此之外，DCS系統在其優越的系統性能之下，還需要進一步改進其在工程中的不足：DCS系統的繪圖工具功能不足，不能獨立完成一個組態畫面，需要借助其他的輔助畫圖工具，同時由于繪圖中缺少相關組件，繪制出的圖像不夠形象生動；其次，對于報表功能的設置過于復雜，這樣就對初學者造成了一定的困難；現場采集的數據和數據庫中的數據交換的不方便性，現場采集的數據先通過智能前端轉換和保存，在它把數據傳送給FIX數據庫的時候它必須經過一個中間環節，它的實現過程是通過VISUAL BASIC語言編程來完成的。如果在現場的運行過程中，有某一個站點需要改動或者是需要去增加一個站點，就必須有編程的人員在旁邊去重新修改這個程序，這就對工作人員的技術要求比較高；另外有一些DCS系統沒有輔助的命令語言功能，全部是通過數據塊實現的，但是工程中很可能出現不屬于這個功能塊或者無法解決的問題，表現了其局限性，同時，它不能給使用者或者是操作者提供足夠的使用空間。但DCS系統帶給化工生產的便利和高效是遠遠大于其不足的。

3 結 語

綜上所述，DCS系統在化工生產中的廣泛使用，極大的促進了新世紀工業生產的生產效率和產量，保證了安全生產，是促進工業強有力的系統。

參考文獻：

[1] 周學慧.DCS與PLC控制系統的特點分析[J].平頂山工學院學報，2005，（1）.

[2] 郝戰存.可編程控制器發展綜述[J].河北工業科技，2004，（2）.

[3] 王亞軍.淺論DCS與PLC在實際工程中應用的區別[J].科技資訊，2007，（24），

[4] 王心怡.論面向對象的DCS控制方案[J].現代商貿工業，2009，21（1）.