化工行业DCS的应用

化工行业DCS的应用

摘要：DCS（集散控制系统）在化工行业应用较为广泛,本文主要阐述它的组成及应用。

关键字: 集散控制系统（DCS）；化工行业；生产过程自动化；工业控制

〇．引言

随着工业的发展,传统的生产过程控制技术已经难以适应现代工业在效率、稳定性等各方面的要求，而计算机控制技术的发展也使得它在化工行业的应用也越来越广泛。这里面应用较广泛的就是DCS （分散控制系统），本文重点对这种生产过程控制系统的定义和应用进行论述。

一.DCS的基本特点

1.DCS（Distributed Contorl System）,集散控制系统，又称分布

式控制系统；

2.高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全；

3.DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、

工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等构成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器组成。

二.DCS的组成：

1.分散过程控制装置

功能：生产过程的各种变量通过它转化为操作监视的数据，操作的各种信息业通过过程控制装置送到各执行机构，对输入输出量进行A/D,D/A转换等运算组成：AI、AO、DI、DO 等功能板,CPU、电源、端子板等

2.操作管理装置

功能：操作员可以通过他了解生产能够过程的运行状况，并通过它发出操作指令给生产过程

组成：人机界面等

3.通信系统

功能：在分散过程控制装置与操作管理装置之间完成数据交换和传递

组成：线缆和接口

简单的DCS系统硬件体系结构示意图（如图）

三．DCS控制系统的主要功能

1. 实时性

通过控制站，创建系统的O／I服务，完成对现场控制点的数据采集，对生产系统的整体运行状况在操作员站上通过流程画面、单回路控制画面、数据、声音的变化体现出来。

2.参数调整

在操作员站上，操作员根据生产需要对运行参数做出及时、准确的调整，如压力、温度、流量、液位参数的调整。

3.报警功能

通过创建报警服务，对模拟量、开关量、硬件设备和系统运行状态进行报警监视，提供报警发生时问、报警点、报警说明等报警信息的列表显示。如当氯压机出现故障时，屏幕画面会由绿色变成红色，并伴随灯光闪烁、声音提示的方式进行报警，从而提醒操作员及时处理，保证设备运行安全。

4．监督功能

通过对历史参数的浏览、查阅操作记录及报警信息的处理和分析，监督操作人员是否按时完成职责操作及有无误操作。当发生故障时，可利用实时和历史的数据，对故障进行及时分析，明确故障发生的原因，以避免故障再次发生，减少损失。

四．DCS在化工生产中的应用

化工行业有以下特点:化工行业属于连续生产工种,各生产环节直接相互依存。生产过程是靠调节工艺操作参数实现,控制信息要求及时、稳定、可靠。因此,生产过程的安全、稳定、长周期是节能、稳定、高产的重要保障.就化工行业的产品而言,一般具有有毒、危险等特性,产品专业性强。化工企业对工艺要求严格，任何闪失、任何差错都会严重影响产品的质量及人员的安全。

近年来,DCS在化工生产中得到了广泛的应用,已大量采用DCS控制系统,逐步形成了数据采集、模拟量控制、顺序控制等几大系统,在多个方面取得了成功的经验,提高了自动化水平和机组运行的安全性、经济性。与之相比,采用一对一硬手操方式的电气控制已显落后。

例如下图所示液位串级控制:

T1塔的液位稳定是通过控制塔底出料量来实现的，而T1塔的出料量正好是T2塔的进料量。因此在保证前塔液位稳定时，后塔进料量不可能稳定；反之，如果保证了后塔进料量的稳定，势必造成前塔的液位不稳定。为了保证前塔液位和后塔进料量的稳定而采用串级均匀控制系统，即将液位控制器的输出作为流量控制器的给定值，用流量控制的输出来操作执行器。由于在这个系统中加入了副回路，可以及时克服由于塔内或排出端压力改变所引起的流量变化，使系统的稳定性有了极大的提高，有效的解决了由于系统波动过大带来的不必要的损失，而且更好地节约了人力资源。

化工氯碱行业氯压机、氯化氢合成炉、电解槽等设备都有联锁保护,如停机停炉停槽的重要联锁,一些重要辅机的保护跳闸,备用泵的自启动,成组设备的顺序启停等。这些联锁保证了生产的稳定，也保护了生产装置。

五．总结

在化工生产中，工艺条件千差万别，DCS系统能比较详细的观察到生产装置的运行情况，保护生产装置，使生产事故消灭在萌芽状态，对保证生产系统的稳定运行有着重要的意义。

参考文献:

[1]王金全,方志华,仲未央.工业控制系统的现状与展望.中国电力,2007(1):114-115.

[2]陈小飚.火电厂控制系统分散化的现状及趋势.浙江电力,2006(4):96-97.