FCS控制系统在化工自动控制中的应用

张能 白皓

摘 要：近年来，各个化工企业的生产规模逐步扩大，随着化工行业自动化的发展趋势日益明显，FCS在各个化工企业的生产中逐步得到了广泛应用，实现了企业、行业的现代化发展。FCS的应用提升了生产自动化控制水平，改变了化工企业的传统生产方式，对于提升生产效率、效益具有重要的意义，由于当前信息化的发展步伐加快，FCS在化工行业未来的发展中还存在着广阔的发展前景。基于此，本文探析了化工自动控制中FCS的具体应用，对化工行业转型具有重要的意义。

关键词：FCS控制系统;化工自动控制;应用

在经济社会不断发展的过程中，化工行业迎来了新的发展契机，各种新工艺、技术的应用使得化工企业要转变传统的生产控制模式，自动化成为了化工企业当前及未来发展的主要趋势。各个化工企业在长期的发展过程中，经历了简单手工操作到连续工艺、负荷不断增大的趋势，在这一生产趋势下，如果要维持安全、高效的生产作业，就需要保障生产控制的稳定性，而FCS具有更高的稳定性标准，完全符合当前自动化控制的现实需求，能够为化工企业迎来更大的效益，促进化工行业的稳定发展。

1 FCS的简述

FCS的全称是现场总线控制系统，这一技术是信息化发展的产物，集成了计算机网络、微电子和通信等多种技术，实现了生产控制的自动化，控制指令的发送更为可靠。在FCS的应用过程中，需结合现场仪表的形式，与控制室中的人机界面加以有效连接，形成一个完善的控制系统，总体上呈现出全分散、全放开、全数字化的特征，在生产领域的应用提升了控制水平[1]。在计算机局域网领域，FCS是自动化技术的重要表现，带动了我国生产领域的变革与进步，在未来将具有广阔的发展潜力。FCS的典型结构如图1所示。

2 FCS在化工自动化控制中的特点

2.1 强化自动化领域现场信息集成手段

化工生产比较特殊，整体的生产流程复杂，且生产工序繁多，如果要使得化工生产能够有序进行，就必须要加强生产控制。FCS在化工生产控制中的应用，可以有效增强化工生产中自动化领域的现场信息集成能力，现场总线控制系统可以在生产的过程中准确、全面地获得全部的信息，这种信息获取和集成方式，完全满足了当下化工自动化生产的需求，且为后续CIMS系统的信息处理提供了便捷[2]。化工生产领域，现场总线的数量多，多以数字化通信网络为主，FCS的应用不仅能够提升控制的可靠性，还能够及时进行相应的故障检测、参数设计优化。

2.2 系统的开放性

FCS的系统开放性较高，在实际的系统建设过程中，必须要严格遵守相应的通用标准和技术标准，使得系统内的各个设备、仪器等配备都能够达到相应的标准，并与系统实现紧密的联系。通信协议需保持开放性与共享性，各个不同厂家的设备、仪器之间必须要保持良好的信息交换，现场总线开发者在实际的工作过程中，必须要保障底层网络系统兼具开放性特征，使得在化工领域的应用过程中，用户可以根据自身的需求，来对不同厂家的产品加以快速建模和组网，最大程度上满足用户的个性化需求[3]。

2.3 互换性、可操作性、继承性

FCS中的系统要素非常多，如果要保持系统高度的兼容性，对于不同的生产厂家而言，其各种产品均需要保持相同的标准，充分凸显FCS的互操作性、互换性特征。对于FCS中所采用的各种设备而言，这些设备往往本身就兼具极高的集成能力，再加上系统本身的开放性特征明显，在满足的自身厂商需求的基础上，其他厂商需要根据自身的实际特征，来进行相应的控制算法、工艺流程改进，发挥FCS的继承性特征，使得FCS兼具多方面的功能。

2.4 可靠性较高、可维护性较好

与传统的控制系统相比，FCS的可靠性较高，且后续的维护相对便捷。对当前化工生产而言，虽然都在积极建立自动化监控系统，尤其是在现场总线中，多采用的是总线连接处理方式，当然，一些化工企业的现场总线也会采用单一的I/O连接，这些连接处理方式下，系统运行过程中常常会存在诸多的不可靠因素，且系统运行受到人为、环境等因素的干扰较大，难以保持系统的安全、可靠运转。针对这些情况，如果要彻底改变控制系统的应用现状，相关人员就需要在控制系统的构建过程中，需在其中添加子线诊断等多种功能，形成FCS，充分提升系统可靠性，保障化工生产中各种问题的及时、有效处理。

3 FCS控制系统在化工自动控制中的应用

以某化工生产为例，其在生产的过程中，低压配电自动化系统就采用的现场总线技术，形成了ACREL-2000监控系统，此FCS系统在投入使用以后，为化工生产提供了可靠的依据。本文以配电自动化系统为例，重点分析了FCS的具体应用。FCS兼具了以下的诸多功能。

3.1 友好的人机交互界面

对标准的变配电系统而言，具有CAD一次单线图显示功能，能够在系统的运行过程中实时显示中压、低压配电网络的实际接线情况，当然，系统还存在多画面切换和导航的功能，但是，其在使用的过程中常常会受到一些因素的干扰，难以保持系统的可靠运转。而FCS下由于具有分散控制的功能，在系统使用的过程中，分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面，在主画面中能够实时、清晰地显示各个回路的实际运行状态，电参量等直接可以在人机交互界面加以显示，且可以实现实时更新。

3.2 用户管理

Acrel-2000智能電力监控系统在使用时，针对不同级别的用户，存在不同的权限设置，这种用户管理模式下的系统具有更好的安全性与可靠性，如果在化工生产时需要对某个重要回路开展分合闸管理与操作，操作员级用户除了要进行相应的操作指令输出外，工程师级用户还需要对相应的操作指令加以审核，只有确认以后方可完成相应的操作。

3.3 数据采集处理

FCS在整个化工生产控制系统中的应用，还能够有效发挥其在数据采集处理方面的作用，可以实时和定时进行现场设备各个电参量、开关量状态信息的获取，比如，三相电压、电流、功率、功率因数、频率等各种信息。当这些数据采集完成以后，FCS还可以直接将这些数据加以传输和显示，进而这些信息将会被全部集成到相应的数据库中，以方便后续的直接调用。

3.4 报表管理

FCS与Acrel-2000智能电力监控系统的有效配合，使得在化工生产的过程中，控制系统内具有标准的电能报表格式，在生产过程中，根据用户的实际需求来进行报表格式的自动调整与控制，比如，实时运行报表、历史报表、事件故障和预警记录报表、操作记录报表等，都可以根据这一功能来实现，这一功能使得在化工生产时，用户可以根据自身的需求来进行报表输出格式的有效调整。

4 结束语

现阶段，随着各个化工企业的生产规模日益扩大，FCS在很多的化工领域都得到了有效的应用，FCS的推广加快了化工企业生产自动化的需求，能够有效推进化工企业的现代化。但是，FCS在化工自动控制领域中的应用还存在一定的局限性，在未来的发展中还需要加大这一技术的应用。

参考文献：

[1]张兆云.FCS控制系统在化工生产自动控制过程中的应用[J].现代商贸工业，2018（014）：197-198.

[2]李彦武，王庆峰.化工自动化控制的应用与发展研究[J].科学与信息化，2018（018）：10.

[3]茅卫东.FCS在工业自动化领域的应用及发展[J].中国化工贸易，2018，10（12）：245-246.

作者简介：

张能（1982- ），男，汉族，云南富源人，中级工程师，本科，研究方向：自动控制方向。