煤氣生產(chǎn)過程中DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：針對(duì)DCS控制系統(tǒng)在煤氣生產(chǎn)過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)行綜合分析，并詳細(xì)介紹煤氣生產(chǎn)過程中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)的重要性、CS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，如組態(tài)靈活、可靠性較高、開放性好等，詳細(xì)介紹煤氣生產(chǎn)過程中DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)，希望能夠給相關(guān)工作人員提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：煤氣生產(chǎn)；DCS控制系統(tǒng)；應(yīng)用要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0322-02

在煤氣生產(chǎn)過程中，應(yīng)用合理的DCS控制系統(tǒng)特別重要，能夠提升煤氣生產(chǎn)效率，減少環(huán)境污染。煤氣生產(chǎn)裝置在運(yùn)行過程中，操作人員需要投入一定量的生產(chǎn)原料進(jìn)行煤氣生產(chǎn)，為了保證煤氣生產(chǎn)裝置能夠更加穩(wěn)定的運(yùn)行，操作人員需要嚴(yán)格控制各項(xiàng)煤氣裝置運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)一步提高煤氣生產(chǎn)裝置的運(yùn)行效率。本文主要分析DCS控制系統(tǒng)在煤氣生產(chǎn)過程中的具體應(yīng)用，從而保證煤氣生產(chǎn)裝置得到更好的控制。

1 煤氣生產(chǎn)過程中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)的重要性

DCS是Distributed Control System的簡(jiǎn)稱，其中文含義為分散控制系統(tǒng)，既人們常說的集散控制系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)是由過程控制級(jí)與過程監(jiān)控級(jí)組兩個(gè)控制級(jí)組成的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)（Computer）、網(wǎng)絡(luò)通訊（Communication）、顯示（CRT）、控制（Control）進(jìn)行有效結(jié)合。將DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用到煤氣生產(chǎn)過程中，能夠幫助相關(guān)操作人員更好的了解煤氣生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，提升煤氣生產(chǎn)裝置的總體運(yùn)行效率，降低煤氣生產(chǎn)裝置發(fā)生故障的概率。

除此之外，在煤氣生產(chǎn)過程中，通過科學(xué)應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)，能夠真正實(shí)現(xiàn)集中操作，保證煤氣生產(chǎn)裝置得到更好的分級(jí)管理，在保證煤氣生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的前提之下，減少煤氣生產(chǎn)裝置發(fā)生故障的次數(shù)。DCS控制系統(tǒng)主要包括5個(gè)分系統(tǒng)，分別是模擬量控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、汽機(jī)DEH系統(tǒng)、電氣ECS系統(tǒng)與旁路控制系統(tǒng)等，相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中，要結(jié)合DCS控制系統(tǒng)顯示出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析，針對(duì)煤氣生產(chǎn)裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，制定妥善有效的解決對(duì)策[1]。

2 DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 組態(tài)靈活

DCS控制系統(tǒng)具有組態(tài)靈活特點(diǎn)，能夠保證多樣化控制策略得到更好的實(shí)施，降低單元設(shè)備的組合難度。近些年來，伴隨我國(guó)工業(yè)企業(yè)的迅猛發(fā)展，原有的控制系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，為了保證工業(yè)企業(yè)中的各項(xiàng)生產(chǎn)裝置更加可靠的運(yùn)行，相關(guān)工作人員要應(yīng)用合理的DCS控制系統(tǒng)，將各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行有效組合，進(jìn)一步提升企業(yè)的總體效益。

2.2 可靠性較高

DCS控制系統(tǒng)的控制功能集中分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上，各臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠更好的體現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)的控制功能，由于DCS控制系統(tǒng)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，即使其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，其他計(jì)算機(jī)仍然能夠正常運(yùn)行，發(fā)揮良好的控制功能[2]。另外，由于DCS控制系統(tǒng)中的各個(gè)計(jì)算機(jī)控制任務(wù)比較少，相關(guān)工作人員可以結(jié)合計(jì)算機(jī)控制功能，不斷優(yōu)化計(jì)算機(jī)控制流程，提高DCS控制系統(tǒng)的可靠性。

2.3 開放性較好

DCS控制系統(tǒng)主要采用開放式控制方式，系統(tǒng)中的各個(gè)計(jì)算機(jī)分布范圍比較廣，各臺(tái)計(jì)算機(jī)利用局域網(wǎng)通信方式聯(lián)系，保證傳輸信息的安全性，提高DCS控制系統(tǒng)的安全性。由于DCS控制系統(tǒng)具有良好的開放性，相關(guān)工作人員可以直接將新增的計(jì)算機(jī)連入到原有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在保證其他計(jì)算機(jī)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)之上，提高信息的傳輸效率，減少信息資源的浪費(fèi)[3]。

3 DCS控制系統(tǒng)在煤氣生產(chǎn)過程中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 案例分析

某煤氣廠主要生產(chǎn)爐煤氣，廠中共有20臺(tái)CG-3星爐，煤氣總產(chǎn)量達(dá)到了1.8×10^6m/d，在該大型煤氣廠中，原有的控制設(shè)備主要有DDZ-Ⅱ型儀表、DDZ-Ⅲ型儀表，由于控制設(shè)備數(shù)量比較多，在一定程度上增加了維修與管理難度，為了保證煤氣廠中的各項(xiàng)控制設(shè)備能夠更加穩(wěn)定的運(yùn)行，相關(guān)工作人員采用DCS控制系統(tǒng)至關(guān)重要。此外，由于城市人口數(shù)量的不斷增加，煤氣供應(yīng)量逐年增加，為了能夠?yàn)槿藗兲峁└玫姆?wù)，該煤氣廠在2016年開始擴(kuò)建，有效滿足人們的使用需求。

3.2 控制系統(tǒng)選型

為了保證DCS控制系統(tǒng)在煤氣生產(chǎn)過程中得到更加高效的應(yīng)用，煤氣生產(chǎn)企業(yè)中的相關(guān)操作人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要做好控制系統(tǒng)選型工作，并結(jié)合企業(yè)中各項(xiàng)控制設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，不斷優(yōu)化DCS控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提升各項(xiàng)控制設(shè)備的可靠性。相關(guān)操作人員在控制系統(tǒng)選型過程中，需要注意以下幾個(gè)問題：①根據(jù)控制設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)總線數(shù)量，保證DCS控制系統(tǒng)的開發(fā)性得到更好的體現(xiàn)[4]。②RS系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足設(shè)備運(yùn)行需求，操作人員要選擇先進(jìn)的備件，有效降低控制設(shè)備的維修成本。

20世紀(jì)90年代后期，DeltaV系統(tǒng)逐漸走進(jìn)人們的視野，將DCS控制系統(tǒng)與DeltaV系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，能夠保證煤氣生產(chǎn)裝置得到更加高效的控制，但是，在應(yīng)用DeltaV系統(tǒng)的過程中，仍然存在問題，例如，DeltaV系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)集成比較困難，各項(xiàng)控制策略與人機(jī)界面的開發(fā)難度較大等，煤氣生產(chǎn)企業(yè)中的相關(guān)操作人員要結(jié)合DeltaV系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)結(jié)合情況，構(gòu)建良好的控制器通信平臺(tái)[5]。

3.3 控制系統(tǒng)構(gòu)成

在該煤氣生產(chǎn)企業(yè)中，由于企業(yè)內(nèi)部控制設(shè)備數(shù)量與種類比較多，各項(xiàng)控制站與操作站接口復(fù)雜，想要保證各項(xiàng)控制策略在DeltaV系統(tǒng)中得到更好的執(zhí)行，工作人員可以選擇Modbus協(xié)議支持系統(tǒng)將各項(xiàng)控制設(shè)備有效連接，真正實(shí)現(xiàn)集中控制。此外，相關(guān)工作人員也可以構(gòu)建DeltaV模塊與Modbus模塊，將RS3與DeltaV系統(tǒng)進(jìn)行有效連接。

與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不同，Modbus通信方式更加可靠，能夠提升數(shù)據(jù)的傳輸效率。Modbus通信控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：①溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供準(zhǔn)確的系統(tǒng)運(yùn)行溫度與壓力數(shù)據(jù)。②調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥具有良好的調(diào)節(jié)作用，能夠保證系統(tǒng)輸入與輸出模擬量更加準(zhǔn)確。③安全聯(lián)鎖控制裝置，該裝置能夠準(zhǔn)確計(jì)算系統(tǒng)開關(guān)閥與設(shè)備的輸出與輸入值。

3.4 程序組態(tài)

該煤氣生產(chǎn)企業(yè)中的生產(chǎn)裝置為三條生產(chǎn)線，主要包括重點(diǎn)生產(chǎn)循環(huán)控制系統(tǒng)、泵類設(shè)備控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)等，相關(guān)工作人員在工作過程中，要結(jié)合煤氣生產(chǎn)裝置的總體運(yùn)行情況，合理調(diào)整DeltaV控制系統(tǒng)組態(tài)，不斷提升煤氣生產(chǎn)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性。例如，在控制單體設(shè)備控制組態(tài)的過程中，工作人員可以結(jié)合DeltaV控制系統(tǒng)的控制特點(diǎn)，合理調(diào)節(jié)閥[6]。

除此之外，在煤氣生產(chǎn)裝置開關(guān)閥運(yùn)行過程中，相關(guān)工作人員要結(jié)合開關(guān)閥在DeltaV控制系統(tǒng)運(yùn)行情況，并根據(jù)開關(guān)閥門的控制原理，改進(jìn)DeltaV控制系統(tǒng)，在保證DeltaV控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)之上，提升煤氣生產(chǎn)循環(huán)效率，減少煤氣原料的浪費(fèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，通過詳細(xì)介紹控制系統(tǒng)選型、控制系統(tǒng)構(gòu)成、程序組態(tài)，能夠保證DCS控制系統(tǒng)在煤氣生產(chǎn)過程中得到更好的應(yīng)用，提升煤氣生產(chǎn)效率。對(duì)于煤氣生產(chǎn)企業(yè)中的相關(guān)操作人員來講，要運(yùn)用先進(jìn)的控制理念，并合理優(yōu)化DCS控制系統(tǒng)，從而推動(dòng)煤氣生產(chǎn)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-6-11

作者簡(jiǎn)介：農(nóng)鉅磊（1981-），男，大專，從事煤氣生產(chǎn)輸送等工作。