探讨DCS控制系统在工业自动化中的应用

汪博 魏明晓 张方杰 贺支青

摘要：随着社会的进步，我国信息化技术水平得到了飞速发展，与此同时，也掀起了一场大规模的工业技术革命。其中，DCS控制技术在工业自动化领域受到了广泛关注及认可，不但可以提升自动化生产的运行效率，还可以增强生产过程中的稳定程度，是保障工业自动化实现安全生产的重要途径之一，值得推广和应用。

关键词：DCS控制系统;工业自动化;应用

1 DCS系统

DCS系统也被称为集散控制系统，即集中管理、分散控制系统，它是区别于集中控制系统的。DCS系统的信息传输主要是依靠网络通信，而且其过程控制主要依靠计算机系统，这些计算机系统又设置成不同的层级，进而实现对不同层级的设备进行过程控制。DCS系统不是由单一的系统组成的，而是融合了计算机网络、自动化控制等现代技术，正是由于这些现代技术的融合应用，才让DCS系统的运行速度更快，对设备的控制更加可靠。其控制原理是所有的运行系统都通过中央控制室来监控，而执行控制任务的每个单元都是分散独立的。比如，控制芯片、显示器等，包括相对应的数据库之间的运行都是独立的。这样的话，就保证了整个系统的可靠运行。而且DCS系统监控以及组态的软件包都具备良好的功能，运行起来的安全性能很高，再加上结构冗余的硬件设计，让DCS系统有了更好的拓展性。当前，随着科学技术的发展，DCS系统的功能也越来越完善，可以和一些系统进行结合，满足不同生产环境下的控制需求，进而发挥更大的作用。

2 DCS控制系统在工業自动化中的应用

2.1 实际钢球添加自动控制单元

信号源：钢球需求添加量（来自钢球需求量自动计算单元输送）、实际钢球添加反馈量（ DI ）、变频器频率给定（ AO ）、变频器频率反馈（AI ）等。自动控制：钢球需求添加量是在上一个定时周期内进行处理，周期结束时计算输出的实际钢球添加自动控制单元的给定信号。实际钢球添加自动控制单元是在第二定时周期开始时执行控制处理动作，即钢球需求添加量的计算处理过程总比实际钢球添加自动控制处理要早一个周期。上一单元（钢球需求量自动计算单元）的钢球需求添加量计算数字输出信号为浮点数，可能是整数，也可能带小数。因此，需要先对钢球需求添加量的所有小数进位取整数后作为给定设定值，然后与实际钢球添加反馈量进行实时比较，当设定值（钢球需求添加量进位取整值）与实际钢球添加反馈值相等时，完成本次加球。同时，进入本次周期设定时间的剩余计时阶段，及新给矿量继续累计的等待时间段（经过现场测试，任意频率给定情况下，电机驱动直连滚筒转动进行加球，其动作执行时间均远小于自动钢球添加模式的周期设定时间长度），当本次周期计时结束时，该周期的自动控制及计算处理过程全部结束。

2.2加强电源维护

电源是 DCS 系统的重要组件，对于电源的维护主要是做好预防工作。首先，要把好质量关，在电源的投入使用前，要选择质量更好的产品，确保产品的参数满足实际运行要求。其次，在日常的维护中，要定期检查电源的回路以及输出电压等，查看电源内部元器件是不是有老化的现象，要及时更换元器件。利用红外线测温仪测试接线螺栓的温度，查看有无存在接线螺栓温度过高现象。查看电源的保险丝容量是不是符合运行的要求，有无存在保险丝容量过大或过小的情况。另外，需要注意的是，冗余双电源供电方式有其必然的优势，但也会导致电源故障报警信息不准，不利于对故障的判断。需要在停机检修时，尤其是要加强机笼的检修，因为机笼更换的流程较为繁琐，更换难度大，检修过程中很少进行更换，导致其长期运行，易出现烧毁的情况，因此最好是定期更换机笼 。最后，建立电源使用及维护情况管理日志，让检修人员能够掌握电源设备的运行情况，及时进行检修或更换零部件，也为后期的检修维护提供一些必要的参考依据。

2.3冗余配置设计

为了保证系统的稳定工作，所有用于系统功能实现的处理器模件应冗余配置，当使用带有处理器功能的 I/O 或其它专用模件完成所需控制功能时，相关模件也应采用冗余设计。冗余配置的处理器模件中，一旦某个工作的处理器模件发生故障，系统就能自动快速切换至与其冗余的处理器模件，并在操作员站报警。当故障处理器修复并插入系统后，系统自动进行状态拷贝并使其处于冗余运行方式。为了保证系统切换的稳定可靠和无扰性，要求冗余处理器模件的冗余原理为“事件驱动”的冗余机制，应在其投标书中说明冗余处理器模件的切换时间和数据更新周期，并阐述实际的切换机制。系统的控制和保护功能不会因为冗余切换而丢失或者延迟。

2.4中央处理器的应用

一般来说，工业企业都需要基于 DCS 控制系统来实现安全生产和管理工作，因此需要对安全问题进行更加科学合理的分析和讨论。在 DCS 控制系统的运行环节，中央处理器本身的地位比较关键，会在安全生产方面展现出更加重要的作用，如果 DCS 控制系统本身的抗干扰能力不强，就很容易会导致产生中央处理器系统的安全性问题，因此需要关注中央处理器的监督和管理工作，在专业人员的指导下，对其进行定期检修与维护，安排专业的技术人员和维修人员对系统进行全面的检查，以便于保证中央处理器能够实现安全稳定的运行，体现出工业自动化的效果。

结语

DCS控制系统在工业自动化中的应用本身具有重要的价值，这种系统体现出自动化以及安全性高的特点，在我国的工业行业中发挥着关键性的作用。但是实际中可能会存在一些安全方面的风险，导致系统出现运行故障问题，应当结合合适的措施来对其进行维修和养护，确保安全隐患降至最低，并且能够减少损失，促进工业行业的持续稳定发展。

参考文献

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