淺析化工生產(chǎn)中DCS自動(dòng)控制的應(yīng)用

張彥升（北京測(cè)試空間科技發(fā)展有限公司，北京 100085）

淺析化工生產(chǎn)中DCS自動(dòng)控制的應(yīng)用

張彥升
（北京測(cè)試空間科技發(fā)展有限公司，北京 100085）

在化工生產(chǎn)過程中引入DCS系統(tǒng)，能夠?yàn)楣镜捻樌a(chǎn)創(chuàng)造良好的條件，同時(shí)，還能夠很好的控制能源與原料的使用量，降低了人工消耗，能夠?yàn)楣居行Э刂粕a(chǎn)成本提供良好的條件。盡管DCS系統(tǒng)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，但需要注意的是，其同樣存在不足之處，今后仍需根據(jù)生產(chǎn)的需要逐步改進(jìn)，以進(jìn)一步完善其功能，使其能夠在更加繁雜的環(huán)境中可靠運(yùn)行。本文通過該系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，闡明其在使用當(dāng)中需重點(diǎn)把握的事項(xiàng)，希望能夠?yàn)榛どa(chǎn)中充分發(fā)揮該系統(tǒng)的作用提供參考依據(jù)。

化工生產(chǎn)；DCS；自動(dòng)控制

1 DCS系統(tǒng)當(dāng)前所具備的主要功能

DCS是一種將各類計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行融合，具備強(qiáng)大控制性功能的系統(tǒng)。當(dāng)前該系統(tǒng)主要具備以下四點(diǎn)功能：分別為實(shí)時(shí)性功能、對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的功能、報(bào)警功能、監(jiān)控功能。

（1）實(shí)時(shí)性功能。在這一功能下，人們利用控制站建立起了一個(gè)服務(wù)于生產(chǎn)系統(tǒng)的輸入、輸出方式。進(jìn)而再以此作為基礎(chǔ)，對(duì)相應(yīng)的化學(xué)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各環(huán)節(jié)的信息采集。而后在將其以數(shù)值顯示和顏色變化的形式表現(xiàn)出來，從而來保證相關(guān)的操作人員，可于第一時(shí)間對(duì)當(dāng)前的生產(chǎn)狀況進(jìn)行掌握、控制、監(jiān)督。

（2）參數(shù)調(diào)整性功能。該項(xiàng)功能可快速、高效的對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中所存在的各類參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以確保各類參數(shù)處于一種穩(wěn)定的、最佳的狀態(tài)。進(jìn)而以技術(shù)的角度來對(duì)公司的安全生產(chǎn)提供有效的支持，并對(duì)資源進(jìn)行控制，以達(dá)到減少成本、提升公司總體經(jīng)濟(jì)效益的目的。

（3）報(bào)警功能。報(bào)警功能主要是對(duì)公司用于生產(chǎn)的設(shè)備以及生產(chǎn)的具體運(yùn)行情況、開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)督，一旦在這一過程中發(fā)現(xiàn)了某些異常情況，DCS系統(tǒng)內(nèi)的相應(yīng)設(shè)備便會(huì)做出報(bào)警提示。從而相應(yīng)的技術(shù)人員便可根據(jù)有關(guān)的信息內(nèi)容，來對(duì)系統(tǒng)中所存在的故障進(jìn)行檢查與排除，最終來實(shí)現(xiàn)降低故障對(duì)系統(tǒng)的損害度，保證公司生產(chǎn)的順利化進(jìn)行。

（4）監(jiān)督功能。DCS系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，有關(guān)人員會(huì)對(duì)運(yùn)行中的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的記錄。并將這些系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的參數(shù)記錄數(shù)據(jù)作為參考性的資料與當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而來對(duì)比較后的結(jié)果進(jìn)行分析，并對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷。一旦發(fā)現(xiàn)了異常情況，則應(yīng)進(jìn)一步的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而尋得問題的根源，避免事故的發(fā)生、節(jié)約成本的支出。

這些功能的存在無疑對(duì)DCS自動(dòng)化系統(tǒng)起到了優(yōu)化性的作用，因而當(dāng)前該自動(dòng)化系統(tǒng)被應(yīng)用到更為廣泛的領(lǐng)域中來。從而有效提升各行業(yè)的發(fā)展、提升工作效率，為企業(yè)爭(zhēng)取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 DCS系統(tǒng)具體應(yīng)用

（1）切斷閥控制。在化工生產(chǎn)中，DCS系統(tǒng)將切斷閥組態(tài)到計(jì)算機(jī)畫面上，操作員通過在操作員站上的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)切斷閥的開關(guān)操作，并可以監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)切斷閥對(duì)開關(guān)指令的執(zhí)行反饋。并且在連續(xù)生產(chǎn)過程中，通過順序控制，可實(shí)現(xiàn)程序?qū)φ{(diào)節(jié)閥的自動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)或部分生產(chǎn)流程的自動(dòng)化，大大降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）對(duì)液位進(jìn)行自動(dòng)化控制。目前DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)被應(yīng)用于多行業(yè)中，其中也包括化工行業(yè)。而在化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，存在一個(gè)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)情況進(jìn)行衡量的指標(biāo)即塔液位指標(biāo)。但是在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，塔內(nèi)會(huì)存在壓力并造成流量發(fā)生改變。而該情況在未得到有效控制的情況下，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定的運(yùn)行帶來極大的負(fù)面影響。而DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)下的副回路，可同時(shí)對(duì)塔內(nèi)壓力所引發(fā)的流量改變以及排出端所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行有效的抵御，進(jìn)而為系統(tǒng)的穩(wěn)定化運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

（3）聯(lián)鎖控制。即通過DCS系統(tǒng)所具有自動(dòng)運(yùn)算功能，來保護(hù)運(yùn)行設(shè)備，確保其安全的技術(shù)?；緳C(jī)理如下：以液位控制為例，對(duì)生產(chǎn)過程中的液位變化區(qū)間設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值，在運(yùn)行過程中，一旦液位超過其上限，就會(huì)發(fā)出指令來切斷開關(guān)連接，從而使水泵能自動(dòng)停止運(yùn)行；反之，當(dāng)液壓未降低到設(shè)定線以下時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)有相應(yīng)的指令發(fā)出，將開關(guān)重新進(jìn)行啟動(dòng)、令電路閉合，于是水泵會(huì)再次開始運(yùn)行。但是這一功能的執(zhí)行，是需要事先對(duì)連鎖條件進(jìn)行編寫的。而目前這一技術(shù)可被應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止上，也可用于調(diào)整閥的開度情況及在電磁閥的開關(guān)動(dòng)作上都能夠進(jìn)行聯(lián)鎖控制。具體來說，該技術(shù)主要基于軟件來發(fā)揮作用，其準(zhǔn)確性、關(guān)聯(lián)性、可靠性均良好，并且具有相對(duì)良好的智能性、邏輯性以及事故記憶性，能夠取代許多繁瑣的人工操作。

（4）反應(yīng)斧的反應(yīng)溫度控制。在進(jìn)行化工生產(chǎn)過程中會(huì)形成多種參數(shù)指標(biāo)。其中反應(yīng)釜反應(yīng)溫度是各類參數(shù)中非常重要的一個(gè)指標(biāo)，其于生產(chǎn)過程中的控制情況對(duì)于最終的生產(chǎn)情況、產(chǎn)品質(zhì)量都將帶來極大的影響。

以往在舊的生產(chǎn)模式中，可能需要操作員依靠經(jīng)驗(yàn)對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥設(shè)定一個(gè)合適的開度并根據(jù)實(shí)際情況不斷的進(jìn)行微調(diào)以保證反應(yīng)器內(nèi)溫度穩(wěn)定在期望范圍內(nèi)，不但繁雜，且溫度控制效果受人的因素影響較大。DCS系統(tǒng)將升溫參數(shù)和升溫過程中具體的執(zhí)行方式設(shè)定好后，根據(jù)實(shí)際溫度的變化對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自動(dòng)控制，通過對(duì)控制邏輯參數(shù)的整定，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精準(zhǔn)控制。而再將DSC系統(tǒng)引入到化工生產(chǎn)中后，將可對(duì)反應(yīng)器中的溫度情況進(jìn)行監(jiān)控、并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析。進(jìn)而及時(shí)的根據(jù)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，對(duì)當(dāng)前的反應(yīng)熱情況進(jìn)行有效的處理，保證不同原料在生產(chǎn)過程中的反應(yīng)狀態(tài)處在一種穩(wěn)定的狀態(tài)下。最終來實(shí)現(xiàn)，降低因生產(chǎn)過程中反應(yīng)溫度過高所帶來的負(fù)面影響，保證化工生產(chǎn)能夠順利的、穩(wěn)定的、有序化的進(jìn)行。

3 應(yīng)用DCS系統(tǒng)注意事項(xiàng)

在化工生產(chǎn)過程中引入該系統(tǒng)，使得生產(chǎn)的自動(dòng)化程度大大提高。然而，這一系統(tǒng)具有相對(duì)較低的智能化水平，具體的應(yīng)用過程中依舊面臨諸多問題，必須選擇科學(xué)合理的技術(shù)方法，來對(duì)生產(chǎn)中可能發(fā)生的問題進(jìn)行有效的規(guī)避。首先相關(guān)人員應(yīng)做好生產(chǎn)過程中的環(huán)境控制，因?yàn)椴煌臏囟?、濕度條件下，將會(huì)給DCS控制系統(tǒng)帶來不同的影響。所以，應(yīng)用過程中，必須科學(xué)合理的控制外部環(huán)境，盡量避免粉塵、腐蝕材料等造成的破壞，最大限度地防止發(fā)生死機(jī)或者異常停機(jī)，以免影響到公司的正常生產(chǎn)。

另一方面，生產(chǎn)的過程中還要處理好信號(hào)干擾問題。這主要是因?yàn)镈CS系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，還會(huì)受外界信號(hào)的影響，如發(fā)生碰撞等情況都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性帶來負(fù)面影響作用。鑒于這一個(gè)方面的原因，在具體的應(yīng)用過程中，必須科學(xué)合理的對(duì)上述各種因素進(jìn)行控制。例如，相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)備維修工作的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)戴上防靜電手套，通過這種方式來避免靜電對(duì)設(shè)備造成的損害?，F(xiàn)場(chǎng)布線時(shí)要保證信號(hào)電纜與電源電纜的合理間距等。

4 結(jié)束語

DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，無疑將從各方面來提升各類行業(yè)的生產(chǎn)效率。但是這一技術(shù)的有效實(shí)施，同時(shí)受到了各種現(xiàn)實(shí)因素的影響，在使用的過程中也會(huì)出現(xiàn)故障。因而相關(guān)人員應(yīng)做好其日常的生產(chǎn)維護(hù)，將各類不利因素進(jìn)行排除，以保證該系統(tǒng)的正常化、穩(wěn)定化運(yùn)行。進(jìn)而將DCS系統(tǒng)控制的優(yōu)勢(shì)充分的發(fā)揮出來，為企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量，為經(jīng)濟(jì)效益的獲取奠定下良好的基礎(chǔ)。

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1671-0711（2016）07（下）-0025-02