DCS化工廠一體化智能控制系統

喻磊(武漢江漢化工設計有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

DCS系統就是所謂的分散控制系統。它的特點有很多，包括系統控制的方案較為復雜、網絡復雜，點數多，且對穩定性要求較高等。從其便捷度來講，智能控制系統能夠給人提供更大的便捷，并且其通用性也很高。從其拓展能力來看，智能控制系統的拓展能力也較強，因此分散控制系統被運用到實際的化工廠中的這種做法，將帶動化工業的整體發展，對未來化工業的發展具有促進作用。

1 智能控制系統的結構和理論

智能控制系統對于精確度方面要求較高，因此，一個非常精準的模型是其執行時所必須具備的，只有在有了一個精準的模型之后，智能控制系統的高精確度的要求才能得到保證。智能控制系統的工作內容也是非常復雜的，包括全面檢測系統信息，同時處理及獲得信息等工作，而且在遇到相對難以處理的歷程時，也運用智能控制系統處理。智能控制系統的核心是協調，其協調級的主要作用是協調不同執行級之間的互動情況。協調級雖然對模型的準確性要求不高，但是協調級要具備學習能力。一定程度的學習能力是協調級必不可少的要求。因此協調級能夠將環境中的各種性能和優點進行較好控制，并且協調級也可以對上一級發來的指令和語言符號等進行更好的接受和獲取，其組織能力也較為具體。而組織級則起到一個中介的作用，比如操作員發來口令，則組織級就能將操作人員發來的口令翻譯成一種能夠被識別的機器語言。雖然完成的是較為低級操作的任務，但其在智能控制系統中所發揮的作用是不可或缺的。

如果沒有組織及對操作人員發來的命令進行翻譯，那么智能控制系統將不能獲得操作人員對其發出的命令，那么對于控制系統來說，將無法接收到命令，也無法展開相應的工作。每個級的識別功能也是不同的，站在執行級的角度來看，其識別功能能夠觀測到系統中數據發生的變化，并且能夠將有問題的數據截取出來。協調級的識別功能才能夠對執行級發生的改變來進行分析與整理，其中包括分析整理，執行及所發出的測量數據。協調級具有將執行級發生數據改變進行整理的功能。組織級是負責解釋和翻譯，將上級發來的指令進行翻譯[1-3]。

2 DCS控制系統在化工廠中的應用

2.1 對象

次磷酸鈉這種材料，是次磷酸即HPA裝置中主裝置所采用的原料。次磷酸鈉，在其生產過程時的流程也較為復雜，在其生產時只有通過化學的離子交換才能實現。

2.2 方案

將DCS系統運用到化工廠中，通過該裝置所采用的控制系統，企業成本得到節約，生產效率也得到提高，該系統使得產品的質量更好，而且生產效率更高，污染更少，消耗相對較低，大大節約了原材料的使用。

該系統通過使用計算機，利用其先進的控制系統算法，進行全程監控控制，這種將現代技術融合到化工廠的做法使得生產過程能夠完全掌控，還能夠最大化的提高生產率，生產產量得到提高，并且能夠應對突發事件。該系統集齊了各種工具，比如：DMS、CRM等以及實時的信息傳輸等工具。這些工具使得多個系統之間能夠相互配合，密切合作。這種合作使得信息流在各個系統之間能夠無縫的傳遞，對于實現智能化數字化的化工廠來說，信息流能夠在各種系統之間無縫的傳接這種做法對其奠定了堅實基礎。其次，還有一系列的控制，對實現智能化和數字化的化工廠來說也是非常有益的。比如邏輯順序和智能系統反饋的控制，還有一些其他復雜的運算與算法等也是對奠定智能化化工廠，有著比較重要的好處。這證明在實際的應用過程中，智能控制系統能夠很好地完成人們的要求，并且達到生產產品的質量要求。由此可見，智能控制系統對于化工廠來說，起到了重大的推動作用。

2.3 功能及特點

DCS控制系統的組成包括2臺服務器、1臺工程師站、6臺操作員站、1臺報表打印機和1臺UPS不間斷電源。這套系統也有著比較詳細的權限管理，它分區域和分級來進行管理。在其不同的站位點上，也有著不同的操作權限，這樣做使得系統更加的安全。每個操作站的工作實際很簡單，操作每個站點指定區域的設備即可。系統需要完成操作員發布的命令，比如啟停設備等命令時，系統要能夠接受并且完成。為了達到對系統維護時的安全性，工程師如果要對機器進行操作，只有被指定的人員將系統的權限設置成工程師所有的權限后，工程師才能對機器進行操作，這樣做不僅使得各部分人員分工明確，而且能夠在進行系統維護時，提高安全性。該系統對工廠的生產狀況也做了比較詳細的策劃，制定了數字化交接班的系統，能夠實現實時對生產狀態進行數據的采集，避免了交接班信息時的不流暢的情況，而且能夠避免造成生產損失，極大方便了工作人員在進行生產時的工作。動態監控是本系統的一個突出特色，操作臺上也可以監督操作過程，而且能夠自動修正參數。對于極其復雜的閉環控制，這樣的操作是存在于系統的軟件組態里，而且在該系統的軟件主菜里還能夠對各種流程的畫面進行動態的監督及顯現，同時也能夠進行檢測對比。

3 DCS控制系統在應用中的常見故障及應對措施

3.1 常見故障

3.1.1 硬件故障

硬件故障是我們在進行過程控制時常見的一種故障，這種故障的產生大部分都是因為控制系統模塊所造成的，尤其是在輸入輸出的模塊所出現的故障有極大可能會引起硬件故障。這種損害也是比較常見的，比如某些參數，會發生變化。同時，指令也不能夠被很好的完成。這些情況有很大可能是使用機器的時間過長，或者操作人員操作的方法不當所造成的。同時模塊的壽命長短也會受到環境的影響，環境中的濕度和溫度都對模塊的壽命有著比較大的影響。因此，工作人員如果對化工廠進行安裝機器，必須要按照機器所在的環境標準，進行嚴格的操作。

3.1.2 軟件故障

軟件故障大多是由于自身缺點導致的，這類故障大多發生在調試階段，大多是因為設定程序過于復雜，并且工作量龐大，所以軟件出現故障這種情況也是比較常見的。因此，操作人員在進行軟件調試這個階段，必須要認真仔細，如果在進行調試軟件時發現任何軟件問題，都必須向DCS調試員進行反應，同時積極配合DCS調試員一起解決軟件故障。如果能夠順利通過調試階段，系統轉入正常運行的軌道，在以后的使用時間里也極可能很少出現軟件故障這種情況。

3.1.3 人為故障

除了系統會發生的硬件故障以及軟件故障等，還有一個比較常見的故障就是人為故障。人為故障也是有著很大的不確定性的，人為導致的故障可能是多種多樣的，有可能是操作失誤所導致的，有可能是專業能力不夠所導致的，還有可能是監管沒有很好的進行，或者是管理不夠嚴格導致人員的疏忽等原因所產生的。這就使得工作人員不僅要在工作的時候，以更高的標準來要求要求自己，同時也必須具備一定的系統管理能力，這樣才能夠減少人為故障，使操作過程更加有保障。

3.2 應對措施

3.2.1 DCS系統運行與管理

對計算機進行日常的檢查和巡視就是對智能控制系統進行的管理，如果我們要達到理想中的狀態，那就必須每天都要進行檢查各種軟件，同時也要加強對軟件的控制與管理。在查看軟件的過程時，也必須要注意到硬件的狀況。只有這樣，才能達到萬無一失的效果。因此在日常的巡視和檢查中，我們必須要注意檢查的內容、時間以及周期，必須對這些內容進行一個詳細記錄。因此這就要求在工作過程中，工作人員必須對某些操作細節進行記錄和關注，已實現工作過程實的效率和安全性問題，并且確保系統能夠正常運行。

3.2.2 DCS系統抗干擾措施

為了防止磁場對于DCS系統所產生的干擾，我們可以在中央控制室里釘上一層鋼絲網，為了能夠達到與電氣保護接地系統相連接的目的。

4 結語

總而言之，化工廠發展的趨勢是越來越智能化、數字化。因此，對智能化工廠的發展，這種潮流是必然的，并且是不可逆轉的。智能化工廠不僅能夠實現便捷化的處理工作，而且能夠較好地達到安全性更高，效率更好，產量更高的目的，因此智能化工廠這種趨勢，是必然的。