基于DCS控制系統(tǒng)的焦化自動(dòng)化系統(tǒng)研究

崔浩（中海瀝青股份有限公司，山東濱州256600）

基于DCS控制系統(tǒng)的焦化自動(dòng)化系統(tǒng)研究

崔浩（中海瀝青股份有限公司，山東濱州256600）

在焦化生產(chǎn)過程中，工藝流程相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量也較多，而利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，則能夠有效的控制焦化生產(chǎn)流程，確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。在此，分析了焦化自動(dòng)化系統(tǒng)中DCS控制的應(yīng)用及存在問題，研究了基于DCS控制系統(tǒng)的焦化自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望能夠?yàn)榻够a(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展提供一定的幫助。

DCS控制系統(tǒng)；焦化生產(chǎn)；自動(dòng)化系統(tǒng)

現(xiàn)階段，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的推動(dòng)下，科技得以快速發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，逐漸成為了我國工業(yè)中極為關(guān)鍵的技術(shù)。在工業(yè)領(lǐng)域中，通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)，可以有效的改善生產(chǎn)效率，能夠減小能源與資源的消耗，降低污染排放數(shù)量，確保工業(yè)生產(chǎn)的安全性與可靠性。DCS控制系統(tǒng)是將自動(dòng)化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)加以集成，而構(gòu)建的一種現(xiàn)代化控制系統(tǒng)，在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮的作用越來越重要，可以顯著的提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，改善工業(yè)生產(chǎn)的效率。

1 焦化自動(dòng)化系統(tǒng)中DCS控制的應(yīng)用及存在問題

在科技快速發(fā)展的同時(shí)，極大促進(jìn)了焦化工業(yè)生產(chǎn)工藝的發(fā)展。在焦化自動(dòng)化系統(tǒng)中，逐漸應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)來完成對(duì)生產(chǎn)設(shè)備控制以及生產(chǎn)流程的調(diào)節(jié)，其在焦化自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。不過，目前DCS控制系統(tǒng)在焦化自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用依舊有一些問題存在，例如，在資源優(yōu)化配置、污染排放物控制以及信息化技術(shù)等多個(gè)方面存在不足。焦化生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，而且產(chǎn)品生產(chǎn)以及廢物回收時(shí)，涉及一些有毒氣體，有時(shí)還可能伴隨著爆炸現(xiàn)象。而DCS控制系統(tǒng)相對(duì)來說功能較為單一，在焦化生產(chǎn)過程中，應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)對(duì)一些復(fù)雜數(shù)據(jù)的采集以及計(jì)算時(shí)，經(jīng)常有誤差存在，導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)有所降低。所以，編制科學(xué)與可靠的自動(dòng)化系統(tǒng)控制方案是非常關(guān)鍵的。只有對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)合理的利用，才能確保在焦化生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約、減少污染排放的目標(biāo)，才能進(jìn)一步提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 焦化自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 焦化自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行焦化自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，要求設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)盡可能操作簡(jiǎn)便、易于管理。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，是基于DCS硬件進(jìn)行平臺(tái)開發(fā)，并利用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，對(duì)焦化生產(chǎn)中相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集與分析，確保數(shù)據(jù)計(jì)算的精準(zhǔn)性與可靠性。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，把溫度信號(hào)、壓力信號(hào)以及流量信號(hào)等加以集中的收集與分析，進(jìn)行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體原則為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用與高效。特別是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)還要確保系統(tǒng)擁有可擴(kuò)展性，確保焦化自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)未來焦化生產(chǎn)能力擴(kuò)大的需求，確保自動(dòng)控制系統(tǒng)可以完成遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)一步提升自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

2.2 焦化自動(dòng)化控制系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的焦化自動(dòng)化控制系統(tǒng)平臺(tái)包含有DCS硬件控制系統(tǒng)以及組態(tài)軟件控制系統(tǒng)。在DCS硬件控制系統(tǒng)中，控制站包含有主控制卡、集線器以及控制站等。DCS硬件系統(tǒng)的控制站主要是完成焦化生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制、運(yùn)算以及信息收集等工作。DCS硬件系統(tǒng)中主控制卡可以完成數(shù)據(jù)信息的收集以及分析，同時(shí)還能把焦化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)以及信息進(jìn)一步優(yōu)化，完成對(duì)生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)控制。DCS硬件系統(tǒng)中的機(jī)柜主要是一些拼裝結(jié)構(gòu)，可以更加有利于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的線路布設(shè)。輸入/輸出機(jī)籠可以配置20塊卡件，可以通過相對(duì)簡(jiǎn)單的控制方法，完成對(duì)焦化生產(chǎn)復(fù)雜工藝流程的控制。在控制站之中，不同的卡件組合成一個(gè)整體，可以對(duì)不同的信號(hào)信息進(jìn)行收集與分析，同時(shí)完成控制以及計(jì)算工作。

操作站中的硬件設(shè)備包含有鼠標(biāo)、操作臺(tái)顯示屏以及打印機(jī)等，操作站如圖1所示。

圖1 操作站組態(tài)圖

自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件特點(diǎn)是可以應(yīng)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，能夠通過高級(jí)控制算法的應(yīng)用，完成不同報(bào)警參數(shù)的設(shè)置，可以讓語言組態(tài)以及圖形編程組態(tài)融合為一個(gè)整體。自動(dòng)控制軟件系統(tǒng)之中包含有監(jiān)控軟件以及系統(tǒng)組態(tài)軟件。實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件可以應(yīng)用于DCS監(jiān)控過程之中，能夠建立標(biāo)準(zhǔn)化的用戶界面，操作人員能夠在不同的畫面間進(jìn)行任意切換，可以實(shí)時(shí)的調(diào)控流程畫面中生產(chǎn)參數(shù)，并且還能夠在同一畫面之中查詢不同的數(shù)據(jù)信息，整個(gè)操作過程對(duì)于其他程序的操作不會(huì)造成影響，確保系統(tǒng)擁有較好的穩(wěn)定性以及可靠性。

為了能夠確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定與可靠的運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)按照焦化生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)置觀察人員、操作人員、工程技術(shù)人員與特權(quán)人員等不同的權(quán)限等級(jí)，分別設(shè)置不同的登錄密碼。在以上不同權(quán)限之中，觀察人員僅僅可以對(duì)焦化生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行畫面進(jìn)行觀察；操作人員不僅能夠?qū)够a(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行畫面進(jìn)行觀察，還能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控；工程技術(shù)人員則能夠按照焦化生產(chǎn)情況對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)加以調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行修改，保障焦化生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性；特權(quán)人員則能夠?qū)σ恍┨厥獾脑O(shè)置加以修改。

3 結(jié)語

基于DCS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)焦化自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)依照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性原則，確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)擁有良好的可擴(kuò)展性，這樣才可以使設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)更加合理，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦化生產(chǎn)的高效、安全控制，提升焦化生產(chǎn)的效率，為企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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