化工工藝設施中低壓電機的DCS監控應用探討

鄭軍(新疆中泰化學阜康能源有限公司 新疆 830009)

DCS監控系統也即分布式控制系統，是以計算機信息技術為依托，對化工生產的全過程實時監控與管理，它不僅可以對控制系統進行縱向分層管理，又可以進行橫向分散式操作，從而將每一生產環節的數據信息進行高效整合，便于信息的共享和決策的制定。

一、結構與應用原理

1.硬件

DCS監控系統的硬件結構主要有三部分，一是工作站臺，二是控制站臺，三是網絡平臺。

工作站臺的作用是對生產工藝流程進行管理，其中依據不同的功能又可細分為工程師站臺、操作員站臺、數據存儲站臺。工程師站臺主要負責系統的組態和運行維護，通過此站臺可以對系統進行人工的監管。操作員站臺通過提供人機交互操作界面，以便讓技術人員隨時掌握數據狀態值，并能隨時進入系統數據庫對數據點實施操作。數據存數站臺容納了所有的歷史數據，運用組態軟件可清晰顯示出歷史數據趨勢狀態值，為預測和分析故障提供參考依據。

控制站臺主要運用在現場的管理操作中，采集和處理現場監控的信息，確保生產工藝流程的順利進行。遵循設備冗余原則，完善應急管理方案，提高監管過程的可靠性。

網絡平臺的作用是進行信息的交流與對接。運用通信網絡將系統的分散設備連接成為一個有機整體，以確保數據信息、操作指令傳遞的連續性和有效性。

2.軟件

DCS監控系統的軟件結構主要包括多任務操作系統、數據信息存儲系統、組態軟件等，這些應用軟件共同為DCS系統的運行提供了技術支撐。系統的結構上也采取靈活化的配置方式，以便技術人員能夠依據現實的需要對系統的結構進行調整和優化。

3.原理

低壓電機DCS監控系統的運行主要是以信息網絡技術為核心，依據控制分散和集中原理設計的，利用多級分層結構的優勢，極大地適應了現代化工工藝需要，不僅可以對整個生產過程進行實時監控，同時為信息的采集和同步處理提供了可靠的操作平臺。該系統運行的功能層主要有測控保護層、信息通信管理層和上位機管理系統。

測控保護層是由數量眾多的保護裝置和自動控制裝置組成，并分布在就地開關柜的終端等位置。保護裝置的運行具有完全獨立性的特點，在現場監控時，利用現場總線技術，通過光纖將各個控制裝置進行鏈接后實行分布式監控管理。

信息通信管理層主要控制操作命令，或者將電氣背景工作站的信息依據固定的模式發到其它設備，還負責通訊代碼的轉化。通過以太網連接計算機操作系統，信息通信管理所配置的前端機可以為信息的交流提供多個信息接口，至少為12個，最多達到16個，極大地方便了信息的傳遞與存儲。

上位機管理系統主要包括電氣系統后臺和DCS系統后臺的工作站，承擔系統故障的監測與設備維護工作。電氣系統對功率的準確測量、對故障的準確記錄以及清晰呈現保護定值的變化狀態、自動預警功能的開啟，可以為工藝流程的常見問題和突發事故的監控提供科學的依據。

二、性能與應用效果

DCS系統在化工工藝中的廣泛應用與其獨有的使用性能與特點密切相關，主要體現在六個方面：

第一，低電壓機的DCS系統具有分散性，主要體現在軟件和硬件配置上，系統的軟件具有模塊化特征，而硬件系統則具有積木化的特質，二者的結合使系統可以最大限度地分散系統運行時的危險因素，增強工藝生產中的安全性。除了危險分散外，DCS系統還具有地域分散、功能分散和設備分散的性能，可以應用到不同的工作環境中，因此操作的適應性和可靠性都非常高。

第二，DCS系統在運行時的管理操作具有集中性，運用通信網絡設備，將每個分散的設備和相應軟件整合起來，通過建立數據信息庫的方式集中管理，技術人員也可以同時操作多個工作臺，監控工作方便快捷。

第三，DCS系統中的分散設備都可以通過獨立的方式運行，系統的數據輸入、計算、控制和輸出，都可以利用各個控制操作臺自主完成，無論是在線或是離線狀態，工作站的組態工作都可以正常進行，這也決定了操作人員對系統的管理和監控工作也具有自主性。

第四，該系統中的每臺設備在運用網絡和數據庫進行信息交換時具有協調性特點。集中性和分散性是DCS系統的兩大特性，但是二者并不是矛盾的，而是和諧統一的，這也使各個運行環節、設備單元的信息在組織和傳遞時，能夠相互補充和協調。

第五，DCS系統運行具有可拓展性，且操作非常靈活，便于及時修正和改進，這與其軟、硬件結構有關。該系統的硬件設備采用積木式的構成方式，可以根據化工工藝技術發展的需要另行配置不同結構的設備，進行結構升級。系統的軟件結構為模塊式，依據不同的工藝生產流程，可以及時更替和修正相應的模塊，不僅提高了操作預案的科學合理性，也增強了系統運行的靈活性。

結束語

化工工藝設施中低壓電機的DCS監控應用可以最大限度提高工藝生產的安穩定性與可靠性，在實踐應用過程中還需要不斷突破技術上的局限性，才能切實將DCS監控系統的優勢落到實處，為廣大的用戶創造更多的效益。

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