DCS技術在化工過程控制中的應用

劉振航

摘要：改革開放至今，我國無論是科技還是經濟，與之前相比都有了非常明顯的進步，對化工過程控制工作所具有要求的不斷提升是社會發展的必然結果。文章正是以現階段各企業開展化工過程控制的實際情況作為主要背景，首先對DCS技術進行了概述，然后又通過理論與實際相結合的方式，列舉了在化工過程控制中較為常見的DCS技術的應用，供相關人員參考。

關鍵詞：DCS技術；化工過程控制；應用

引言：在過去很長的一段時間內，由于網絡技術的不成熟，我國企業對化工過程進行控制時普遍借助于儀器、儀表和人力，近幾年，隨著科技的發展，通過人力方式對化工過程進行控制的傳統系統逐漸被社會所淘汰，面對越來越大的生產壓力，各企業內部相關人員，均結合實際情況對DCS技術進行了引入，并在實踐過程中對其加以優化和完善，保證化工過程控制所具有自動化程度的不斷提升。由此可以看出，以化工控制過程為背景，對DCS技術的應用進行分析是非常有必要的。

1DSC技術的概述

1.1含義

DCS指的是分散控制系統，通俗來講，就是將計算機作為基礎，將數據傳輸等技術作為手段，用以保證自動化控制高效實現的計算機控制系統[1]。對化工企業而言，在對化工過程進行控制的過程中，合理應用DCS技術，最主要的優勢在于保證化工過程操作的集中性，以及管理的分散性。近幾年，隨著科技的不斷發展，DCS技術與之前相比也有了較為明顯的進步，相關人員對DCS技術的掌握和應用變得愈發成熟，正是因為如此，DCS技術才逐漸被社會各界所認可，并且成為化工過程控制的核心手段。

1.2特點

1.2.1擴展靈活

DCS系統所包含的內容通常情況下采用的結構為積木式結構，該結構所具有最明顯的優點在于兼容性較好，同時還可以根據實際情況完成不同系統的配置工作，為未來系統的擴展提供便捷。另外，DCS系統所包含的控制、運算、輸入和輸出功能塊，都可以根據化工工程不同的流程加以改變，通過組合的方式，構成簡單或復雜的控制系統，便于對控制方案的修改。

1.2.2具有繼承性

隨著科技的進步，DCS系統的更新速度也變得越來越快，相應的，新硬件與新程序不斷涌現，因此，DCS系統如果想要降低相關設備的淘汰率，避免企業遭受不必要的經濟損失，必然需要具有繼承性。DCS系統所具有的繼承性，主要體現在軟件和硬件方面，例如所采用操作系統、網絡管理和數據庫等軟件的先進性等，以及所采用計算機、人機接口和通信網絡等硬件的先進性[2]。一般來說，想要判斷某一系統是否具有繼承性，最直觀的體現在與其所對應新、老系統之間能否兼容，只有保證針系統所開展一系列更新換代的工作，均可以將原有系統作為基礎，才能保證用戶所獲利益的增加。

2在化工過程控制中DCS技術的應用

2.1液位串級控制系統的構建

塔液位的穩定程度與塔底的出料量之間，存在著非常直接的聯系，可以說塔液位穩定與否是由其塔底出料量所決定的，而決定塔底出料量的核心因素為其進料量，也就是說，如果某塔的前塔具有相對穩定的液位，那么其出料量必然可以保證相對穩定，某塔在進料量穩定的情況下，想要保證其液位穩定，便需要對液位串級控制系統加以應用，就是將液位控制器所輸出的數值，與流量控制器所輸出的數值相關聯，使前者成為后者的操作執行器。需要相關人員注意，液位串級控制系統之中均存在可以對塔內所具有壓力進行排除的回路，該回路的存在不會對物料流量引起變化。通過上文的分析可以看出，在化工過程控制中對DCS技術加以應用，可以在保證系統穩定運行的基礎上，避免不必要的物質與人力資源的浪費。

2.2控制反應器的反應溫度

作為化工工程的核心所在，對反應器的溫度進行控制，對產品質量產生的影響是非常直觀的，另外，控制反應器還代表著控制化工工程生產過程的安全。通過大量的實踐可以發現，如果無法在化工生產的過程中，及時將反應器內部由于化學反應而出現的熱量進行排出，就會導致反應器內部所具有的熱量越來越多，最終達到相關人員難以對其進行控制的地步。對導致熱量產生的關鍵因素進行分析和歸納不難看出，反應器中所流入化工材料的流量是需要相關人員重點關注的部分，也就是說，想要最大限度保證對反應器內部反應溫度的增加進行控制，首先需要保證材料流入比例的穩定性，只有這樣才能保證溫度的穩定[3]。對反應器溫度進行控制的過程，共分為以下幾個階段：第一階段，升溫升壓的階段；第二階段，過渡的階段；第三階段，恒溫恒壓的階段。上文所提及的三個階段之中，最重要同時也是最難控制的階段為第三階段——恒溫恒壓的階段。

通過調查可以發現，應用于化工工程之中的反應器，普遍具有體積較大的特點，這也在一定程度上導致了該類反應器的傳熱效果相對較差，因此，在對其進行溫度測量的過程中，想要保證所獲得溫度與反應器內部溫度的完全吻合，是較為困難的。針對這一現象，相關人們常用的解決方法為對DCS技術加以應用，通過DCS技術對溫度測量所應用儀器進行控制，這樣做能夠最大限度上對反應器所具有的傳熱效果較差這一不足加以彌補，保證所測量溫度的精確程度。如果反應器內部正處于升溫的狀態下，那么DCS技術可以通過對分散系統進行控制的方式，保證溫度上升速率的穩定性。如果反應器內部溫度的上升速率過慢或過快，那么分散系統可以對控制反應溫度的程序進行切除，此時，相關人員就可以對溫度上升速率進行人工調節，保證其科學性。

2.3實現聯鎖控制

在化工過程控制中對DCS技術進行應用，可以實現對化工工程的聯鎖控制。作為具有代表性的計算機自我保護方式，聯鎖控制主要是通過對計算機網絡所具有自主計算的功能加以利用的方式，完成對化工工程高度保護的方式之一。如果可以對聯鎖控制進行科學利用，那么，一旦系統與聯鎖控制所需裝置的條件相滿足，化工工程系統就可以自動做出相應的行為，例如，對閥門開放的程度或閥門的開關進行調節等，這一系列行為的實施，均是以保護化工工程為目的[4]。當然，上文所提及的種種行為，都需要計算機通過智能計算的方式加以決定，這也在一定程度上說明了其所具有的實時性和科學性，聯鎖控制可以在相關人員對保護措施進行采取前，自行完成對化工工程系統的保護工作，從而實現對物質和勞動力的節約。

結論：綜上所述，上文主要從兩個方面對DCS技術進行了敘述，其一是DCS技術的含義和特點，其二是在化工過程控制中DCS技術的實際應用，而文章敘述的重點落在第二個方面。希望可以通過本文對控制反應器溫度、實現聯鎖控制等DCS技術所具有作用的闡述，為相關工作的開展提供可供參考的依據。

參考文獻：

[1]武慶，柳勇. DCS技術在化工行業中的應用[J]. 科技風，2012，19：74.

[2]王莉，李積洲，耿國良. 淺談DCS技術在化工過程控制的有效運用[J]. 科技風，2012，19：116.

[3]趙明. DCS技術在化工過程控制的有效運用探析[J]. 化學工程與裝備，2015，02：35-37.

[4]黃志達，管鴻才. DCS技術在化工行業中的應用分析[J]. 化工管理，2014，11：136.