化工自動化集散控制系統(tǒng)分析

孔佑飛

（貴州開磷集團礦肥有限責(zé)任公司，貴州開陽 550302）

化工自動化集散控制系統(tǒng)分析

孔佑飛

（貴州開磷集團礦肥有限責(zé)任公司，貴州開陽 550302）

在我國化工生產(chǎn)中，自動化的機器和儀表使用逐漸普遍，從閉環(huán)控制到系統(tǒng)裝置全自動化，相關(guān)控制工具也逐漸發(fā)展成為自動化集散控制系統(tǒng)，即DCS。分析了在我國化工生產(chǎn)中自動化集散控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成，分析了應(yīng)用方式，從而提出改進工業(yè)生產(chǎn)中問題的策略，不斷地提升我國化工生產(chǎn)的水平。

化工生產(chǎn)；自動化；集散控制系統(tǒng)

1 概述集散控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成

DCS在我國化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，該系統(tǒng)主要構(gòu)成包括微處理器、圖形顯示、網(wǎng)絡(luò)通信、自動化控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)構(gòu)成。其中微處理器為該系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進行監(jiān)控、操作和管理，是一種綜合性的控制系統(tǒng)。

DCS具有較強的功能，從而廣泛引用。包括采集和控制模擬量數(shù)據(jù)、控制開關(guān)量順序、混合控制開關(guān)量、模擬量的數(shù)據(jù)等。此外，DCS系統(tǒng)具有人機界面，容易安裝和使用，后期維護較為方便，可隨時進行升級換代，這是DCS系統(tǒng)的一大優(yōu)勢。目前，在我國化工生產(chǎn)中，沒有可以替代DCS的系統(tǒng)，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備隨著DCS系統(tǒng)的升級需要進行改造擴容。因此，DCS系統(tǒng)在我國化工生產(chǎn)中具有重要的地位。

1.1 DCS的控制站

在集散控制系統(tǒng)中，控制站是一個完整的、可以獨立運行的計算機，在實際的操作過程中可以在不聯(lián)網(wǎng)的情況下完成操作控制，并且保證整個系統(tǒng)的運行。控制站是一個獨立的計算機，主要包括現(xiàn)場輸入和輸出設(shè)備，包括信號的變換、信號的調(diào)理等?？刂普驹谧儞Q信號的過程中需要用到隔離技術(shù)防止其他信號的干擾，這對于整個控制站來講有著重要的作用。

1.2 DCS的操作站

DCS系統(tǒng)在建立初期，操作站具有操作員功能、工程師功能和通信功能。其中，工程師功能包括對系統(tǒng)的組態(tài)、維護以及通用系統(tǒng)的功能。DCS系統(tǒng)操作站也是計算機，有著人機界面以及其他外圍設(shè)備。DCS系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)的組織和存儲，可以確保人員的操作。

1.3 DCS的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)

DCS的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)需要與生產(chǎn)工程的管理網(wǎng)連接，與高級控制計算機站相連接，同時上述控制站和操作站都是通信網(wǎng)絡(luò)的環(huán)節(jié)。DCS的網(wǎng)絡(luò)是其最重要的生命線，能夠?qū)⒄麄€系統(tǒng)連接到一起，其整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實時性都受到通信網(wǎng)絡(luò)的影響。因此，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)工廠的發(fā)展，將其與整個工廠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合，促進網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放性，保證其扁平化結(jié)構(gòu)，不斷地提高數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)水平。

2 DCS系統(tǒng)使用過程中存在的問題

2.1 DCS系統(tǒng)型號選擇的問題

DCS系統(tǒng)具有可以通用的特點，眾多廠家可以參與生產(chǎn)并使用，因此眾多設(shè)計院并沒有標(biāo)明DCS系統(tǒng)的型號，僅僅規(guī)定了控制回路數(shù)、I/O點數(shù)、人際界面要求以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)等，尚未表明與整個企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系等，因此，為了保證公平競爭，在明確相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)時需要重視我國DCS系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 DCS系統(tǒng)服務(wù)問題

DCS系統(tǒng)是一種技術(shù)含量相對較高的系統(tǒng)，其服務(wù)問題也是生產(chǎn)廠家需要注意的問題。生產(chǎn)廠家需要做好相關(guān)服務(wù)工作，與用戶之間做好溝通問題，保證該系統(tǒng)在應(yīng)用過程中可以進行正常穩(wěn)定地運行，并且在發(fā)生問題之后可以做好售后問題，盡快地將問題解決，從而提升生產(chǎn)廠商的社會聲譽，提升自身的經(jīng)濟效益。

3 提升DCS系統(tǒng)應(yīng)用水平的策略

3.1 提升控制算法的水平

在使用DCS系統(tǒng)的過程中需要不斷地改進DCS系統(tǒng)的控制算法，可以使用分離的控制算法來對控制積分進行分離，同時可以采用微分、濾波以及微分先行的方式來進行微分計算。另外，在對算法進行控制，改進大林算法時可以使用離散的控制算法等。因此，在使用的過程中可以根據(jù)不同的算法來進行控制，同時需要不斷地提升該控制系統(tǒng)的算法水平，從而能夠提升其自動化水平。

3.2 優(yōu)化DCS的控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，需要逐漸優(yōu)化控制系統(tǒng)，才能夠保證DCS系統(tǒng)可以不斷的優(yōu)化發(fā)展。在使用的過程中可以根據(jù)實際情況來增設(shè)前饋控制，將其與反饋控制不斷地融合。根據(jù)控制系統(tǒng)的實際關(guān)聯(lián)情況來設(shè)置解耦控制，根據(jù)系統(tǒng)的安全性來選擇性地進行控制，根據(jù)對象的情況來設(shè)置補償設(shè)置等。在實際應(yīng)用的過程中，需要根據(jù)各項指標(biāo)的情況來進行控制優(yōu)化。

3.3 充分應(yīng)用計算機的功能

計算機的控制系統(tǒng)需要根據(jù)相關(guān)模型來計算指標(biāo)，例如熱量、溫度等控制。一些難以測算的變量可以根據(jù)一些容易測量的過程變量來進行測算，這些技術(shù)都需要通過計算機的測量技術(shù)來實現(xiàn)。另外，在使用計算機的過程中可以優(yōu)化生產(chǎn)過程，通過數(shù)學(xué)模型來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的問題，從而做到整體的優(yōu)化。

4 結(jié)束語

我國的化工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用了DCS系統(tǒng)，能夠提升當(dāng)前化工管理、生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，可以解決用戶對自動化、智能化、穩(wěn)定性、開放性等要求。我國的DCS系統(tǒng)生產(chǎn)已經(jīng)相對成熟，可以在多項化工生產(chǎn)中得到應(yīng)用。同時在使用過程中需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗，規(guī)范地使用DCS系統(tǒng)，避免使用過程中發(fā)生問題，從而提高我國化工生產(chǎn)的效率，為智能化化工生產(chǎn)提供可靠穩(wěn)定的平臺。

[1] 鄒志云，劉興紅，于魯平，等.精細化工過程控制技術(shù)的發(fā)展動向[J].計算機與應(yīng)用化學(xué)，2012，（1）：56-60.

Analysis of Chemical Automation Distributed Control System

Kong You-fei

In China’s chemical production，the use of automated machines and instrumentation is gradually widespread，closed loop control to the system fully automated，and related control tools have gradually developed into automatic distributed control system，namely DCS.This paper analyzes the main composition of automated control system is distributed in our country in the production of chemical industry，analyzes the application mode，and puts forward some improvement problems in industrial production strategy，continuously improve the level of China’s chemical production.

chemical production；automation；distributed control system

TP1-4

A

1003-6490（2017）12-0147-02

2017-10-07

孔佑飛（1988—），男，貴州貴陽人，助理工程師，主要研究方向為DCS與化工。