煤氣生產過程中DCS控制系統的應用

摘 要：針對DCS控制系統在煤氣生產過程中的應用現狀，進行綜合分析，并詳細介紹煤氣生產過程中應用DCS控制系統的重要性、CS控制系統的特點，如組態靈活、可靠性較高、開放性好等，詳細介紹煤氣生產過程中DCS控制系統的應用要點，希望能夠給相關工作人員提供一定的幫助。

關鍵詞：煤氣生產；DCS控制系統；應用要點

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0322-02

在煤氣生產過程中，應用合理的DCS控制系統特別重要，能夠提升煤氣生產效率，減少環境污染。煤氣生產裝置在運行過程中，操作人員需要投入一定量的生產原料進行煤氣生產，為了保證煤氣生產裝置能夠更加穩定的運行，操作人員需要嚴格控制各項煤氣裝置運行參數，進一步提高煤氣生產裝置的運行效率。本文主要分析DCS控制系統在煤氣生產過程中的具體應用，從而保證煤氣生產裝置得到更好的控制。

1 煤氣生產過程中應用DCS控制系統的重要性

DCS是Distributed Control System的簡稱，其中文含義為分散控制系統，既人們常說的集散控制系統。DCS控制系統是由過程控制級與過程監控級組兩個控制級組成的多級計算機系統，能夠將計算機（Computer）、網絡通訊（Communication）、顯示（CRT）、控制（Control）進行有效結合。將DCS控制系統應用到煤氣生產過程中，能夠幫助相關操作人員更好的了解煤氣生產裝置的運行狀態，提升煤氣生產裝置的總體運行效率，降低煤氣生產裝置發生故障的概率。

除此之外，在煤氣生產過程中，通過科學應用DCS控制系統，能夠真正實現集中操作，保證煤氣生產裝置得到更好的分級管理，在保證煤氣生產裝置穩定運行的前提之下，減少煤氣生產裝置發生故障的次數。DCS控制系統主要包括5個分系統，分別是模擬量控制系統、順序控制系統、汽機DEH系統、電氣ECS系統與旁路控制系統等，相關工作人員在實際工作中，要結合DCS控制系統顯示出的各項數據，進行綜合分析，針對煤氣生產裝置運行過程中出現的問題，制定妥善有效的解決對策[1]。

2 DCS控制系統的特點

2.1 組態靈活

DCS控制系統具有組態靈活特點，能夠保證多樣化控制策略得到更好的實施，降低單元設備的組合難度。近些年來，伴隨我國工業企業的迅猛發展，原有的控制系統已經不能夠滿足工業生產需求，為了保證工業企業中的各項生產裝置更加可靠的運行，相關工作人員要應用合理的DCS控制系統，將各項設備進行有效組合，進一步提升企業的總體效益。

2.2 可靠性較高

DCS控制系統的控制功能集中分散在各臺計算機上，各臺計算機能夠更好的體現DCS控制系統的控制功能，由于DCS控制系統采用容錯設計，即使其中一臺計算機發生故障，其他計算機仍然能夠正常運行，發揮良好的控制功能[2]。另外，由于DCS控制系統中的各個計算機控制任務比較少，相關工作人員可以結合計算機控制功能，不斷優化計算機控制流程，提高DCS控制系統的可靠性。

2.3 開放性較好

DCS控制系統主要采用開放式控制方式，系統中的各個計算機分布范圍比較廣，各臺計算機利用局域網通信方式聯系，保證傳輸信息的安全性，提高DCS控制系統的安全性。由于DCS控制系統具有良好的開放性，相關工作人員可以直接將新增的計算機連入到原有的網絡系統中，在保證其他計算機可靠運行的基礎之上，提高信息的傳輸效率，減少信息資源的浪費[3]。

3 DCS控制系統在煤氣生產過程中的應用要點

3.1 案例分析

某煤氣廠主要生產爐煤氣，廠中共有20臺CG-3星爐，煤氣總產量達到了1.8×10^6m/d，在該大型煤氣廠中，原有的控制設備主要有DDZ-Ⅱ型儀表、DDZ-Ⅲ型儀表，由于控制設備數量比較多，在一定程度上增加了維修與管理難度，為了保證煤氣廠中的各項控制設備能夠更加穩定的運行，相關工作人員采用DCS控制系統至關重要。此外，由于城市人口數量的不斷增加，煤氣供應量逐年增加，為了能夠為人們提供更好的服務，該煤氣廠在2016年開始擴建，有效滿足人們的使用需求。

3.2 控制系統選型

為了保證DCS控制系統在煤氣生產過程中得到更加高效的應用，煤氣生產企業中的相關操作人員在實際工作當中，要做好控制系統選型工作，并結合企業中各項控制設備的運行特點，不斷優化DCS控制系統，進一步提升各項控制設備的可靠性。相關操作人員在控制系統選型過程中，需要注意以下幾個問題：①根據控制設備的運行環境，嚴格控制數據總線數量，保證DCS控制系統的開發性得到更好的體現[4]。②RS系統已經不能夠滿足設備運行需求，操作人員要選擇先進的備件，有效降低控制設備的維修成本。

20世紀90年代后期，DeltaV系統逐漸走進人們的視野，將DCS控制系統與DeltaV系統進行有效結合，能夠保證煤氣生產裝置得到更加高效的控制，但是，在應用DeltaV系統的過程中，仍然存在問題，例如，DeltaV系統與DCS控制系統集成比較困難，各項控制策略與人機界面的開發難度較大等，煤氣生產企業中的相關操作人員要結合DeltaV系統與DCS控制系統結合情況，構建良好的控制器通信平臺[5]。

3.3 控制系統構成

在該煤氣生產企業中，由于企業內部控制設備數量與種類比較多，各項控制站與操作站接口復雜，想要保證各項控制策略在DeltaV系統中得到更好的執行，工作人員可以選擇Modbus協議支持系統將各項控制設備有效連接，真正實現集中控制。此外，相關工作人員也可以構建DeltaV模塊與Modbus模塊，將RS3與DeltaV系統進行有效連接。

與傳統的控制系統不同，Modbus通信方式更加可靠，能夠提升數據的傳輸效率。Modbus通信控制系統主要由以下幾部分組成：①溫度控制系統，該系統能夠為相關工作人員提供準確的系統運行溫度與壓力數據。②調節閥，調節閥具有良好的調節作用，能夠保證系統輸入與輸出模擬量更加準確。③安全聯鎖控制裝置，該裝置能夠準確計算系統開關閥與設備的輸出與輸入值。

3.4 程序組態

該煤氣生產企業中的生產裝置為三條生產線，主要包括重點生產循環控制系統、泵類設備控制系統、風機控制系統等，相關工作人員在工作過程中，要結合煤氣生產裝置的總體運行情況，合理調整DeltaV控制系統組態，不斷提升煤氣生產裝置內部結構的完整性。例如，在控制單體設備控制組態的過程中，工作人員可以結合DeltaV控制系統的控制特點，合理調節閥[6]。

除此之外，在煤氣生產裝置開關閥運行過程中，相關工作人員要結合開關閥在DeltaV控制系統運行情況，并根據開關閥門的控制原理，改進DeltaV控制系統，在保證DeltaV控制系統可靠運行的基礎之上，提升煤氣生產循環效率，減少煤氣原料的浪費。

4 結束語

綜上，通過詳細介紹控制系統選型、控制系統構成、程序組態，能夠保證DCS控制系統在煤氣生產過程中得到更好的應用，提升煤氣生產效率。對于煤氣生產企業中的相關操作人員來講，要運用先進的控制理念，并合理優化DCS控制系統，從而推動煤氣生產企業的穩定發展。

參考文獻

[1]李振山.高爐煤氣柜智能控制系統的研究與應用[J].自動化與信息工程，2018，39（01）：46～48.

[2]崔社明，宋百京，林衛全.25MW高爐煤氣余壓透平發電機組勵磁調節控制系統的研究與應用[J].冶金動力，2017（10）：5～6.

[3]趙恩軍，肖學賓.TS3000機組綜合控制系統在四川煤氣化空氣壓縮機組的應用[J].瀘天化科技，2017（03）：136～139.

[4]梁 金.基于PID算法的煤氣鼓風機ABBFreelance2000控制系統[J].工業技術創新，2017，04（03）：180～183.

[5]雷聲勇.基于PLC的軋鋼生產線高效蓄熱式煤氣加熱爐溫度控制系統設計[J].煤炭技術，2017，36（06）：321～323.

[6]李建蘭，張 靜，晉崇奇，巫永紅，馬澤平.煤氣柜水封自動控制系統設計及應用[J].安裝，2016（12）：52～53.

收稿日期：2018-6-11

作者簡介：農鉅磊（1981-），男，大專，從事煤氣生產輸送等工作。