DCS技術在冶煉行業中的應用

達先恒

摘要：冶煉工業在我國的經濟發展中占據著非常重要的位置。當前我國的工業建設水平不斷提高，同時所有行業對冶煉產品（比如：鋼鐵、銅、鉛、鋅等）的實際需求也在不斷的增加。筆者根據多年的工作經驗，主要針對DCS技術在冶煉行業中的應用進行分析和討論。

關鍵詞：冶煉行業；DCS技術；應用；自動化；溫度；控制；

一、DCS技術的概述

1、含義

集散型控制系統（Distributed Control system，簡稱DCS）是以計算機為基礎，通過數據通信，對生產過程進行集中監視和管理而分散控制的新型自動化控制系統。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。對冶煉企業而言，在對冶煉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冶煉過程操作的集中性，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，并且成為冶煉企業過程控制的核心手段。

2、特點

（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，都可以根據冶煉行業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。

（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，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。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。

二、DCS技術在冶煉行業中的應用

1、閃速熔煉的自動化控制

閃速熔煉是連續化生產的過程，而且閃速爐內的冶金化學反應迅速、激勵，影響其產出物性能的因素很多，這些因素之間相互影響，變化頻繁，在常規手動操作條件下，要考慮若干因素之間的相互關聯，并要迅速作出響應，力求生產控制參數的穩定、準確是相當困難的，引入了DCS控制技術后對閃速爐煉銅生產過程進行在線控制，能夠迅速、準確和實時的檢測生產過程的工藝參數，并對收集到的工藝參數作為輸入條件，DCS控制技術對輸入的條件進行自動的、精確的計算并迅速而準確的改變控制變量，從而減少人的影響因素，使被控變量波動減少，閃速爐作業狀況穩定，閃速爐產出的銅锍品位、銅锍溫度穩定。

2、控制反應器的反應溫度

作為冶煉工藝的核心所在，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冶煉工藝生產過程的安全。通過大量的實踐可以發現，如果無法在冶煉生產的過程中，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。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，升溫升壓階段，第二階段，過渡的階段；第三階段，恒溫恒壓的階段。

應用于冶煉工藝之中的反應器，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。

3、實現聯鎖控制

在冶煉工藝控制中對DCS技術進行應用，可以實現對冶煉工藝的聯鎖控制。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，完成對冶煉工藝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，冶煉工藝系統就可以自動做出相應的行為，保護冶煉工藝。當然，這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，自行完成對冶煉工藝系統的保護工作，從而實現對物質和勞動力的節約。

結束語

最近十多年以來，自動控制技術在我國冶煉行業中得到了廣泛應用，特別是在采用DCS技術進行過程控制方面取得了長足進展。DCS技術系統在提高工業企業生產自動化水平、保證安全穩定生產、提高控制精度及節能降耗等方面發揮了重要作用，從而便于工業企業提高自動化水平，降低工程造價，促進企業的發展。

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