化工生产中DCS控制系统的应用

刘芬(新疆天智辰业化工有限公司 新疆 石河子 832000)

1.引语

DCS控制系统现如今在我国的许多化工企业被广泛使用，其目的就是让企业花费比较低的成本，去创造更多的价值，获得更大的利润，让化工企业的发展形成一种良好的竞争规模，增加企业之间的竞争力，并且通过这个自动化的系统，让整个化工行业的经济效益明显得到提高，生产效益明显得到加强。在化工生产发展的过程中，企业不断扩大生产规模，并且众多功能得到了实现，在化工生产之中，规模装置不断在扩大，复杂程度也得到了相关提升。在这样的条件之下，化工生产方面的控制不能够仅仅依靠人工，随着如今不断发展了信息技术，化工生产方面越来越普及自动化，化工企业在生产的过程中已经慢慢走向了智能化、复杂化、自动化、规模化等。现在化工行业之中使用的控制系统是分布式，这是依托于多种计算机方面的技术，主要就是包含了显示技术、控制技术、通信技术以及网络技术等【1】。DCS控制系统对企业生产效率能有效提高，对管理成本能降低，对能耗能节约，这样就给企业增加了持续发展的策略。DCS控制系统出现在上个世纪的八十年代，如今的计算机与网络的技术发展迅速，只要采取更多更高科技的方法，加入到这个技术之中，就可以让DCS控制系统在企业之中产生强大的作用，其形成的化工企业各个图标数据正确，图标清洗，对化工行业的发展做出了卓越的贡献。

2.DCS控制系统功能与结构分析

通过DCS控制系统产生的作用可以看出，其应该具有完美科学性的设计，具有不一样的机构原理，其主要的结构原理包含如下方面的内容：

2.1 控制系统功能属于可控网络

DCS控制系统是一个可控网络，都是使用化工现场的仪器、设备、工作站与服务器等，这个网络之中包含了三层结构，在分散环境的过程中，能够管理与控制监测过程与监测设备。

第一，在整个DCS下层之中包含分散过程控制，对控制对象、生产对象等进行功能控制与数据采集。这一层之中应该采集数据信息，然后把这些信息传达给上层，也就是监控的过程中很集中，这种主要就是包含了闭环调节、执行顺序与采集方式等方面。

第二，在DCS系统之中，中间层之中就包含了集中操作监控级，其一般都是面向于操作人员与化工生产控制，该层就是对以前的层进行数据的处理分析，在操作人员面前，就凸显更加清晰的程序【2】。

第三，DCS系统主要就是具有了综合信息管理，这是属于最高级的管理层，此过程对化工生产之中详细进行控制，在进行监控与存档、汇总与分析的过程中，企业的办公水平得到了提高。

2.2 DCS系统的分层与功能

DCS控制系统具有通信结构，主要有三个层次的区分，主要分成为过程控制层、控制站内部以及信息管理层。信息管理层之中的DCS控制系统使用各种网络与计算机完整组成，此信息管理层能够汇总系统信息与运行参数，同时还能够进行生产调度指令，在企业数据库之中包含各信息。

DCS控制系统实现了一些功能，在化工生产之中，操作站控制站的控制网络与监控网络在这个过程中不可缺少。

DCS控制站之中系统对某一流程或者是某个项目之中的I/O服务能方便建立，通过此类型的内容控制与协议对县城的数据可进行采集，采集到的这些信息最终可以变成为图形信息。

操作站就是控制与调节生产过程中的参数，控制输入材料之中的流量、产品温度以及设备压力，产品的生产要求与质量完全相匹配，DCS控制系统之中还可以使用其余辅助的设备，对关键设备、关键流程进行监控【3】。该功能对于化工生产过程之中的故障能有效提高处理能力与应对能力，能够让操作人员对于出现故障的位置了解，并且还可提供故障发生的原因。

2.3 DCS控制之中的反应器

反应器是很重要的一个控制部分，反应器之中具有了反应温度，对化工生产的质量与效果产生一些影响。温度、工艺与压力等的因素决定了化工质量，实践表明，控制化工生产之中的关键因素包含了反应温度。

如果对反应器的温度进行分析与采集，主要就是要进行热反应方面的处理，在反应器使用的过程中，应该让温度过高的情况避免，连锁的情况不可能出现。

就从控制系统的反应器来说，反应器之中有A、B、C等这样的原料进入端口之中，并且在进入的过程中，流速或者是流量将影响到反应温度，对反应控制器应该不断进行稳定，这样对于原料进入反应器过程之中的流速与流量都可方便进行测量。

2.4 控制液位串级与连锁

从图1所示的情况来看，T0001与T0002是其中的两个化学反应。在这两个搭之间，出料与进料都有一定的关联，这样可以串联控制两个搭。连锁控制的过程就是保护生产设备，对设备的故障具有避免的效果，这样就避免损害其他设备。控制连锁的功能就是通过运算逻辑来完成。

如果从调节阀状态的更改、电磁的切断来说，操作人员就应该解除警报状态，这样就能正常进行运行。

图1 DCS液位串级控制串级

3.DCS控制系统具有的优越性

DCS控制系统在控制系统方面是有机控制，其组成的部分就是有信息传输、软件控制与硬件设备，通过这个系统对离散环境要集中进行管理与控制，这样在生产方面可以实现最优化，对生产管理就完全可以提高效果，对控制生产的成本可以降低【4】。其主要的控制功能包含如下：

3.1 控制功能强大

这些硬件设备主要就是借助于控制电路系统与专业数据处理、计算机硬件，DCS控制系统在控制内容与控制方式都能够多种实现，不管控制是多变量优化，还是单回路控制，只需要对这个系统进行程序的选取与调节。

3.2 人机交互功能灵活、高安全性

DCS控制系统非常灵活，在流程图、趋势图等方面优势独特，并且监控中心也能够完成关联设备与关联参数的参数调整与关系分布。在应用的过程中，操作职员需要看屏幕上的图表与参数，如果对某些回路与某些参数进行调整，通过远程操作的方式对化工生产就能够进行管理与控制。

DCS控制系统在安全性能方面使用的就是分散控制类型的一种结构，在设置的过程中还具有多冗余设置，于是安全故障就降低到了最大范围。此系统当然还包含有恢复功能与诊断功能。

3.3 DCS控制系统操作简便

在DCS控制系统之中，都可能显示系统状况，系统服务建立是I/O，对控制点方面将数据收集，同时数据、声音、画面的变化都能在操作员站进行显示，于是系统的整个情况就能够更好体现。

然后在操作的过程中，调整操作员可以根据这些数据与参数来进行调整，比如温度、压力、流量以及液位参数等。

最后如果出现了运行故障，就应该立马报警，其主要可以对自动报警功能创建，对系统的模拟量、开关量不断监控，在报警点、报警显示与报警时间等对系统出现的故障进行判断。DCS控制系统能够简单分析出各种问题，然后就需要使用一些措施，对这样的故障需要杜绝，这样就让损失降到了最低水平。

4.使用控制液位的串级分析

DCS控制系统之中需要对液位串级进行控制，这样就让前塔液位与后塔进料量达到了平衡。这就说明液位串级其实都起到了至关重要的作用。

4.1 液位串级的控制降低了多个方面损失

在液位控制之中，给定值其实就是输出值，主要有副回路在此系统里，在塔内压力与排出端力方面，抵制作用非常棒，这样在系统运行的过程中，更为稳定，人力投入得到了减少，这样就降低了出现系统波动过大而造成的损害。

4.2 DCS控制系统在化工行业产生的效果

如今的时代发展迅速，DCS控制系统已经投入到使用当中，在设计功能方面也严格按照方案执行，于是运行的时候就出现了控制的准确度，也出现了稳定性。在分析研究的过程中，可以根据历史的数据或者实时数据进行研究分析，在规律方面把握正确，及时调整有关参数，并且不断解决质量问题，事故发生的频率得到降低，产品质量与生产效率得到了提高【5】。DCS控制系统如今已经被许多化工企业所应用，给企业之间的效益得到了提高，让企业不断获得更多的利润。

5.结语

从本文分析的情况来说，目前化工生产方面不断提高了自动化水平，并且不断扩大了生产规模。这样就要求有自动化控制生产的控制系统，也需要有智能化控制生产的系统。这种控制系统如今在化工生产之中应用广泛，在监测设备之中的管理是统一管理的方式，对产品质量要进行提升，对产品的精度控制需要提高，并且在生产方面具有了降低成本的效益。在企业生产的过程中，给企业增加了市场竞争力。在化工企业生产的过程中，DCS控制系统的出现改变了以前化工行业之中存在的一些缺点，在管理的过程中是集中式管理，通过适当的网络结构与网络体系对各个生产工序进行监控与管理，于是化工企业之间的效率与产品质量都能够明显提高。总的来说，DCS控制系统在化工行业生产的过程中起到了至关重要的作用，在生产过程中不管是操作还是管理或监控，都明显让效率得到了提升。同时在生产工艺的过程中，就相对进行了控制，使用的控制方法就是分散控制，这样员工在操作的过程中难度降低了，繁琐程度得到了降低，在化工生产的过程中，同时也提高了安全性能。

[1]焦玉雪,王德军,王翠芳,潘长燕.DCS控制系统应用中的抗干扰问题[J].山东工业技术,2013,Z1:160-163.

[2]崔玉洪.化工生产中DCS控制系统的运用分析[J].科技创新导报,2013,15:117.

[3]钟卫民.DCS控制系统应用的抗干扰问题[J].化学工业与工程技术,2010,S1:285-286.

[4]高伟.潮州电厂一期DCS控制系统应用现状[A].中国动力工程学会自动控制专业委员会.2012:6.

[5]武斌,何新民.DCS控制系统应用中的抗干扰问题[J].内蒙古电力技术,2010,04:42-44.