化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)用

郝雨

摘 要：在科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代背景下，也帶動(dòng)了各生產(chǎn)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，尤其是化工生產(chǎn)中的變化尤為明顯。其中，DCS控制系統(tǒng)作為一種集實(shí)時(shí)顯示、參數(shù)調(diào)整、狀態(tài)監(jiān)督以及故障報(bào)警等功能于一身的系統(tǒng)，將其運(yùn)用于化工生產(chǎn)中，能讓企業(yè)花費(fèi)最小的成本來創(chuàng)造最大的價(jià)值以及利潤。所以，為進(jìn)一步發(fā)揮DCS控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的積極作用，相關(guān)企業(yè)就必須要加大對(duì)其的研發(fā)投入力度，進(jìn)而為今后化工生產(chǎn)事業(yè)的健康發(fā)展提供技術(shù)支撐。

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

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.022

0 引言

DCS控制系統(tǒng)作為當(dāng)前化工生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的自動(dòng)化系統(tǒng)之一，通過DCS控制系統(tǒng)的合理運(yùn)用，不僅可以幫助化工企業(yè)提高自身的生產(chǎn)產(chǎn)量，同時(shí)還能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，有效降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。另外，在化工生產(chǎn)中使用DCS控制系統(tǒng)，還能在很大程度上保證生產(chǎn)職工的人身安全。所以，在化工生產(chǎn)中加強(qiáng)DCS控制系統(tǒng)的研究應(yīng)用，對(duì)于整個(gè)化工產(chǎn)業(yè)而言具有至關(guān)重要的意義，

1 DCS控制系統(tǒng)的內(nèi)涵及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

DCS是我國第四代工業(yè)控制系統(tǒng)，其英文全稱為Distributed Control System，意為分布式控制系統(tǒng)，也可被稱之為集散式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要涵蓋了以下關(guān)鍵技術(shù)，即計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、顯示與控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，綜合性較強(qiáng)，且整個(gè)系統(tǒng)的配置靈活，組態(tài)方便，在化工生產(chǎn)中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)，可以具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1.1 可靠性較強(qiáng)

DCS控制系統(tǒng)通過二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，這不僅大大降低了信號(hào)在傳輸過程中受到干擾的幾率，同時(shí)還有效提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量以及精準(zhǔn)度。相較于傳統(tǒng)的模擬信號(hào)，降低了數(shù)據(jù)在傳輸過程中產(chǎn)生的誤差，極大提高了測(cè)量以及控制的準(zhǔn)確性。另外，由于DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要遠(yuǎn)比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單便捷得多，各種相關(guān)程序以及線路也得以簡化，并在簡化數(shù)據(jù)傳輸以及轉(zhuǎn)化的過程中，提高了控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)過程中的可靠性。

1.2 開放性較強(qiáng)

DCS控制系統(tǒng)采用了模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中的獨(dú)立計(jì)算機(jī)可以通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。而這種模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)也讓該系統(tǒng)具備了較強(qiáng)的開放性，從而為各子系統(tǒng)有效接入控制系統(tǒng)提供了便利，并且還可以根據(jù)需求隨時(shí)從系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中卸載退出，并不會(huì)對(duì)其他子系統(tǒng)或者計(jì)算機(jī)造成太大影響，以此來充分發(fā)揮整個(gè)DCS控制系統(tǒng)的功能以及作用。

1.3 安裝維護(hù)操作簡單

在化工生產(chǎn)領(lǐng)域，絕大多數(shù)化工產(chǎn)品都是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)得到的，而進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的各種原材料會(huì)在不同程度上腐蝕或者損壞相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障，那么就很容易給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)還可能引發(fā)重大安全生產(chǎn)事故。然而傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，由于信號(hào)在傳輸過程中很容易受到干擾或者丟失，使得相關(guān)操作員無法在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，且設(shè)備受損部位也不易查找，這既影響了整個(gè)化工生產(chǎn)的進(jìn)度，同時(shí)還埋下了巨大安全隱患。采取DCS控制系統(tǒng)就可以有效緩解上述不良現(xiàn)象，它通過數(shù)字傳輸從現(xiàn)場接收實(shí)時(shí)變量信息以及現(xiàn)場設(shè)備的具體工作信息，不僅保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性，同時(shí)依據(jù)這些數(shù)據(jù)，操作員還可以準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障具體情況及其產(chǎn)生故障的原因，進(jìn)而及時(shí)采取有效措施來解決實(shí)際問題，保證整個(gè)化工生產(chǎn)效率以及質(zhì)量。

2 化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的具體運(yùn)用

2.1 對(duì)切斷閥的控制

在化工生產(chǎn)過程中，通過DCS控制系統(tǒng)可以將切斷閥組態(tài)到計(jì)算機(jī)畫面上，操作員可以在操作員站上實(shí)現(xiàn)對(duì)切斷閥的開關(guān)操作，并可以對(duì)現(xiàn)場切斷閥對(duì)開關(guān)指令的執(zhí)行反饋情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，在連續(xù)生產(chǎn)過程中，通過順序控制，還可以實(shí)現(xiàn)程序?qū)φ{(diào)節(jié)閥的自動(dòng)操作，讓整個(gè)或者部分生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，進(jìn)而大大解放了一部分人工，并減少了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.2 對(duì)液位串級(jí)的控制

在實(shí)際的化工生產(chǎn)過程中，操作人員主要是憑借串級(jí)均勻控制系統(tǒng)來對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)密控制的，比如前塔液位的穩(wěn)定性以及后塔的進(jìn)料量等工序?？刂破髟O(shè)定的理想值表示液位控制的輸出值。在DCS控制系統(tǒng)中存在副回路，一旦塔內(nèi)壓力流動(dòng)或者排出端壓力流動(dòng)出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，就能對(duì)其進(jìn)行有效對(duì)抗，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性，在這一過程中，還大大減少了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的不穩(wěn)定因素，進(jìn)而使操作人員的工作量大幅度降低。

2.3 聯(lián)鎖控制

聯(lián)鎖控制，就是DCS控制系統(tǒng)憑借自身具備的自動(dòng)運(yùn)算功能，來對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行保護(hù)并確保其安全運(yùn)行的重要技術(shù)。其基本原理如下：以液位控制為例，在設(shè)備運(yùn)行前，對(duì)生產(chǎn)過程中的液位變化區(qū)間設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值，在運(yùn)行過程中，一旦液位超過上限，就會(huì)立即發(fā)出指令來切斷開關(guān)連接，使水泵自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；而如果液位仍未降低至設(shè)定線以下，則系統(tǒng)會(huì)再次發(fā)出指令，將開關(guān)重新進(jìn)行啟動(dòng)，并使電路閉合，使水泵再一次開始運(yùn)行。DCS控制系統(tǒng)聯(lián)鎖控制功能的執(zhí)行，是需要在預(yù)先編寫連鎖條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。它不僅可以運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)以及關(guān)停上，同時(shí)也可用于電磁閥的開關(guān)動(dòng)作上。將其運(yùn)用于化工生產(chǎn)過程中，不僅具備較好的準(zhǔn)確性、可靠性以及關(guān)聯(lián)性，同時(shí)因其具備良好的智能性、邏輯性以及事故記憶性等特性，能在實(shí)踐中取代很多繁瑣的人工操作。

2.4 對(duì)反應(yīng)器溫度的控制

在過去的化工生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的反應(yīng)器溫度控制方式存在一定的缺陷以及不足，比如容量大、傳熱效果不良以及熱效應(yīng)高等。而改用DCS控制系統(tǒng)控制反應(yīng)器溫度則可以有效避免上述不良情況。它不僅可以提升溫度控制的準(zhǔn)確性，同時(shí)反應(yīng)器的反應(yīng)速度也能得到大幅度提高。在實(shí)際應(yīng)用中，一旦反應(yīng)器的溫度超過上限，則DCS控制系統(tǒng)就會(huì)立即做出反應(yīng)，并執(zhí)行“反應(yīng)溫度（蒸汽）程控投入”程序，結(jié)合溫度升高的速度，來切斷該程序。

3 結(jié)語

綜上所述，在化工生產(chǎn)過程中加入DCS控制系統(tǒng)，不僅可以憑借系統(tǒng)自身分散控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝生產(chǎn)過程的有效控制，同時(shí)還大大降低了操作人員的工作量以及繁瑣程度，使整個(gè)化工生產(chǎn)變得更加安全高效。所以，各化工生產(chǎn)企業(yè)想要提高自身生產(chǎn)產(chǎn)量，維護(hù)自身利益，就必須要加大對(duì)DCS控制系統(tǒng)的研發(fā)投入力度，從而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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