化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運用分析

秦利軍

摘 要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)作為一種儀表控制系統(tǒng)，在眾多領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用，DCS控制系統(tǒng)已經(jīng)由傳統(tǒng)的封閉式逐漸的向開放式DCS控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，提供給用戶更大的權(quán)限，進而更好的達到控制生產(chǎn)的目的。如今在化工生產(chǎn)過程中，DCS控制系統(tǒng)正在逐漸普及，對生產(chǎn)過程中的多方面進行協(xié)調(diào)，達到優(yōu)化生產(chǎn)的目的。本文首先對DCS控制系統(tǒng)的原理進行講述，然后再針對化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用進行分析，希望能為提高化工生產(chǎn)質(zhì)量、效率有所幫助。

關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng)；化工生產(chǎn)；應(yīng)用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.047

0 引言

隨著工業(yè)自動化水平的提高，計算機科學技術(shù)的發(fā)展，在眾多領(lǐng)域中都應(yīng)用到這些設(shè)備或技術(shù)。DCS控制系統(tǒng)作為自動化技術(shù)和計算機科學技術(shù)的結(jié)合體，并且還引進現(xiàn)場信號，實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)的實時控制和管理，并且還支持化工生產(chǎn)參數(shù)實時統(tǒng)計，因而DCS控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)行業(yè)受到較為廣泛的應(yīng)用。利用DCS控制系統(tǒng)控制化工生產(chǎn)的成本，提高化工材料的利用率，有效的節(jié)省了能源損耗，對產(chǎn)品質(zhì)量的提高也有較大的幫助。

1 DCS的基本原理及其特征

1.1 DCS基本組成原理

DCS控制系統(tǒng)是指分布式控制系統(tǒng)或者是分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用微型處理器構(gòu)成的新型儀表控制系統(tǒng)，從而使得具有對生產(chǎn)參數(shù)實時顯示的功能，更容易控制生產(chǎn)情況。DCS控制系統(tǒng)設(shè)計基本準則包括集中顯示操作、分散控制功能、綜合協(xié)調(diào)等，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了多層次的儀表控制。DCS控制系統(tǒng)最基本的特征便是分散性、集中管理性，利用分級多層的設(shè)計模式實現(xiàn)合作自治的目標。

1.2 DCS系統(tǒng)特征

（1）控制性能。DCS控制系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，硬件、軟件以及信息傳輸?shù)确矫?，根?jù)實際的生產(chǎn)信息情況，基于硬件設(shè)施傳輸?shù)杰浖偌右钥刂疲瑥亩_到全面優(yōu)化生產(chǎn)過程。在某些特定的生產(chǎn)情況下，DCS可以通過單回路控制系統(tǒng)，靈活選擇程序?qū)嶋H生產(chǎn)進行調(diào)控，避免出現(xiàn)意外情況。

（2）極強的安全性與靈活性。DCS控制系統(tǒng)并不只是單純的機器控制，而是和人機共同工作，從而有效避免出現(xiàn)機器不靈活的情況，在遇到特殊情況時，操作人員可以及時停止控制系統(tǒng)，采取相應(yīng)的解決方案。DCS控制系統(tǒng)同時還具有多樣化的控制模式，對應(yīng)不同的生產(chǎn)模式，具有較高的靈活性。對于DCS控制系統(tǒng)的安全性主要體現(xiàn)在工作的任何時候都會有相關(guān)工作人員對所關(guān)聯(lián)的參數(shù)進行監(jiān)測，在遠程操作的配合下，推進實時性的生產(chǎn)控制與生產(chǎn)監(jiān)控，進而能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問題所在，保證生產(chǎn)安全性。

（3）便捷的操作控制。由于I/O模式下，對于實時的數(shù)據(jù)收集更加便利，同時DCS控制系統(tǒng)對各項參數(shù)都是由儀表進行顯示，對生產(chǎn)的每個時段參數(shù)都能給予精確的顯示，給操作站提供了精確的數(shù)據(jù)，利于操作。如果外部生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化，則需要及時的調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)，回歸到正常的生產(chǎn)模式。并且就算人工沒有發(fā)現(xiàn)參數(shù)的錯誤，系統(tǒng)也會及時的發(fā)出警報提醒，進而最大限度內(nèi)消除過大的損失。

2 在化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)

2.1 控制反應(yīng)器的反應(yīng)溫度的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)過程中，對于化合反應(yīng)溫度的控制是一項十分重要的工作，如果溫度沒有在制定范圍之內(nèi)，則會使原材料反應(yīng)生成其他副產(chǎn)品，從而大大降低了產(chǎn)品的生成率。在DCS控制系統(tǒng)中有專門的反應(yīng)控制器來控制生產(chǎn)溫度，其控制水平的高低很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。在溫度控制環(huán)節(jié)有幾個不同的環(huán)節(jié)，其中最重要的控制環(huán)節(jié)是反應(yīng)恒溫階段，這一階段是生成產(chǎn)品的主要階段，如果沒有及時的轉(zhuǎn)移反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，則會導(dǎo)致反應(yīng)溫度持續(xù)上升，進而影響成品率。在傳統(tǒng)化工生產(chǎn)過程中，對于溫度的控制存在多方面的缺點，例如熱效應(yīng)高、傳熱效率低下等等，但是利用DCS控制系統(tǒng)便能很好的控制反應(yīng)溫度。反應(yīng)控制器的主要工作原理是利用高精準度的雙芯鉑電阻來進行溫度測量，這種器件對反應(yīng)溫度極其敏感，能夠及時反饋生產(chǎn)過程中的溫度變化，并且質(zhì)量平穩(wěn)，測量精準，很大程度上減小了溫差帶來的影響。當溫度超過最適宜的反應(yīng)溫度時，雙芯鉑電阻中的其中一芯為溫度變送器，不同的溫度對應(yīng)不同的信號，調(diào)節(jié)著水蒸氣的輸送閥，溫度上升越快，對蒸汽程控投入越快。

2.2 控制液位串級的應(yīng)用

在作業(yè)工程中通過使用串級均勻控制系統(tǒng)對后塔進料量和前塔液位的平穩(wěn)度進行控制。也就是說，控制器的給定值是電平控制的輸出值。同時，由于該系統(tǒng)的二次回路，對于生產(chǎn)過程中的排出端以及流量壓力有一定的抵消作用，從而使得生產(chǎn)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，更加高效。不僅能夠很好的降低生產(chǎn)成本，還能可以大大提高物質(zhì)使用效率，減少系統(tǒng)波動造成的損失。

2.3 化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)的效果

在化工生產(chǎn)過程中投入DCS控制系統(tǒng)之后，整個生產(chǎn)線更加的流暢和穩(wěn)定，系統(tǒng)中的每一功能都是嚴格按照生產(chǎn)規(guī)定設(shè)計的，并且經(jīng)過不斷的生產(chǎn)實驗，其功能的穩(wěn)定性和精確性都得到了保障，給實際的化工生產(chǎn)質(zhì)量和安全提供了保證。操作人員通過觀察儀表，對實時的數(shù)據(jù)進行了解分析，確保每一參數(shù)都在正常值范圍，若出現(xiàn)參數(shù)異常的情況，可以根據(jù)參數(shù)要求對參數(shù)及時進行調(diào)整，確保化工生產(chǎn)在一個良好的狀態(tài)。通過DCS控制系統(tǒng)，使得生產(chǎn)人員能夠更好的對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，對生產(chǎn)的質(zhì)量問題進行解決，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

近些年，隨著科學技術(shù)與自動化技術(shù)的快速發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)得到較大發(fā)展，目前DCS廣泛的應(yīng)用在多樣化的化工生產(chǎn)之中，并且DCS控制系統(tǒng)并不是一成不變，而是具有多種的控制模式，這些模式對應(yīng)著不同的生產(chǎn)方案，具有較強的靈活性。與傳統(tǒng)的化工控制技術(shù)相比，DCS的精準度更高，實效性更強，消除隱患的能力更強。合理運用DCS控制技術(shù)，能夠有效的提升化工生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進我國化工行業(yè)發(fā)展。

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