基于DCS控制系统的化工自动化控制

基于DCS控制系统的化工自动化控制

姚伟超

新疆圣雄氯碱有限公司

摘要：目前，在市场经济的快速发展下，石油化工产品在人们生产和生活中的作用越来越重要，带动了石油化工企业生产规模的扩大，因此，需要对石油化工企业的生产过程进行精细化管理和细化控制。DCS系统在石油化工企业中的应用，能够利用其集中管理和分散控制功能，对石油化工企业的生产流程进行自动化控制，以提高石油化工企业的生产稳定性和安全性。

关键词：DCS控制系统；化工；自动化控制

引言

随着工业化水平的不断提高，自动化概念也被引入到工业生产中。DCS系统作为一种以微处理器为基础的控制系统，全部信息由核心计算机控制，再通过下游的仪表进行分散监控，可兼顾管理、操作和显示三个方面，进行实时数据采集、优化报警和报表显示等，在石油化工等行业得到广泛应用。

1化工自动化DCS控制系统应用优势

第一，兼容性更强。在化工机组运行过程中，多项设备均保持协同运行状态，干扰源及控制参数数量庞大，干扰源及控制参数呈现出非线性分布的特征，二者之间相互影响，电厂自动化设计工作难度大幅提高，应综合考量多个影响因素。DCS控制系统能够强化机组自动化控制水平，简化高级控制算法，提高系统兼容程度。第二，可实现远程智能输入及输出。远程智能输入及输出系统是一个独立系统，由智能前端、现场总线及计算机适配器共同组成。智能前端也被称为控制装置，可实现电热阻测量，准确度更高。此外，远程智能输入输出系统还可实现AD及DA的灵活转换。现场总线可实现全数字串行通信，支持点对点、点对多等多种工作方式。计算机适配器可实现网络综合管理，具有协调性。此外，该系统还可实现主动系统信息转换，远程智能输入输出系统能够提高DCS控制系统运行过程的稳定性、兼容性与安全性。第三，实现DCS辅机控制。在化工企业运行时，DCS控制系统可对全体系统进行集中控制，可应用多种技术方案使辅机系统及主机DCS相连接，还可实现MIS与主机DCS连接，工作效率可得到显著的提升，运行成本大大降低，管理系统工艺技术水平更高。第四，可实现全过程监控。在电网系统设计过程中，为减轻设计难度，通常会取消部分后备监控设备，仅保留少量的停机开关。CRT监控技术及DOC大屏幕显示技术已在我国绝大部分化工企业实现了推广与应用，可实现人机界面优化，降低监控人员工作压力，减少人工成本支出，确保化工企业运行更加安全稳定，经济效益可得到显著的提高。

2基于DCS控制系统的化工自动化控制

2.1优化系统功能，完善硬件配置

要想有效解决DCS系统在化工企业应用中的系统选型与硬件配置问题，需要化工企业加以重视，加大资金的投入力度，优化系统功能，完善硬件配置，根据化工企业实际的生产环境选择相应材质的设施设备及系统运行材料，保障DCS系统在化工企业中的有效应用。首先，由于控制单元和现场总线是双重化结构，在选型的过程中需要遵循双重化的特点，以此保证DCS系统能够实现信息的双向传递，出现故障时也能通过采用备用电源和备用配置维持运行，利用连锁调节装置设备，避免操作失误或因自动调节设备所产生的误触误断等事故发生。其次，由于化工生产具有易燃、易爆、易中毒且温度较高的特点，需要合理选择具有较高耐腐蚀性与耐高温性的配置材料，降低配置材料的可燃性，并配置两台以上的显示中心作为备用。最后，根据系统规模对显示中心的数量进行适当调整，同时配备备用电源，当系统断电时，可采用冗余电源来维系系统的运行。

2.2提高DCS系统操作人员的综合素质能力

为了使DCS系统的运用更加高效，化工企业应重视DCS系统操作人员综合素质能力的提升。首先，对DCS系统操作人员的专业技术进行培训，尤其是新上岗操作人员，使其认识到DCS系统一旦出现故障对整个生产会造成巨大的损失。应通过相应培训工作的开展，让其熟练掌握DCS系统软硬件结构、DCS系统组成等相关知识，并通过实践，让操作人员边干边学，在实际操作中提高自身的专业技术水平。其次，通过绩效考核机制，激励DCS系统操作人员主动参与到培训工作当中，积极学习与DCS相关的新技术，能够在日常维护过程中及时发现DCS系统异常，找出原因并及时对其进行维修。注重DCS系统操作人员的保密意识培养，防范外部病毒、黑客对系统造成攻击。再次，对化工企业其他工作人员进行培训，特别是平时使用系统的生产工艺人员使其充分认识到DCS系统的日常维护与自身的关系，提高其对DCS系统的认知，培养其处理DCS系统一般故障的能力，使其在DCS系统出现故障时能够及时稳妥处理，以此来提高DCS系统的运行效率。

2.3重视仪器设备后期维护与检修

在实际生产时，需要专业操作人员对DCS系统的零件和系统进行定期维护，及时更换老旧的处理器和零部件。对于信息化水平很高的计算机，应定期对其进行更新和检测，确保运算系统快速准确；对于及时收集现场信息的数据收集器，应该安排专业的人员检测传感零件和信息传递部件，确保生产线上的设备参数可以及时上传。此外，要求检修人员对仪器的实际运行状况进行实时准确记录，加强对仪器设备维修的重视程度，相关人员也应落实安全责任制度，增加维修人员和生产作业人员的职业道德感。

2.4进一步提高DCS系统的抗干扰能力

化工企业DCS系统的干扰因素有电磁信号干扰、雷击干扰、静电干扰等多种，都会影响DCS系统信号的传送效率和准确性。因此，化工企业应根据实际情况，制定科学有效的抗干扰对策。第一，合理设计DCS接地系统。DCS接地系统在化工企业应用中具有两方面的作用：一是在信号进入DCS系统或其自身发生故障时，可以通过DCS接地系统，将超负荷的电流传导入地下；二是能够对电子噪声进行隔绝。因此，化工企业应合理设计DCS接地系统，对接地方式、接地线路、接地点等进行综合考虑，使其能够有效抑制信号干扰，以确保DCS系统的平稳运行。第二，选择质量优质电源。电源是DCS控制系统正常运行的基础，如果DCS系统供电电源隔离性能不高，将会对DCS系统产生严重干扰。因此，化工企业应重视供电电源的选择，除了对其质量进行检测之外，还应对其隔离性能进行检验，使其抗干扰能力满足DCS系统使用需求。除此之外，还可以采用UPS供电方式，一方面有效保证电网馈点的不间断性，另一方面利用UPS强大的干扰隔离性能，提高DCS系统的抗干扰能力。为确保供电安全可配置双电源切换装置，用一路市电供电一路UPS供电，可以互相切换的模式，避免停电对整个系统造成重大影响。第三，提高系统软件的抗干扰能力。DCS系统内部干扰也影响着信号的传输，因此，化工企业可以引入数字滤波等技术，对DCS系统软件进行抗干扰处理，以提高DCS系统内部的抗干扰能力。除此之外，在选择DCS系统的硬件设备时，应对元器件等设备的质量进行严格控制，确保其质量过关。同时，对高质量硬件设备进行噪声抑制等技术操作，来提升DCS系统硬件的可靠性，以此来降低对DCS系统内部的干扰。

结语

总之，科技水平的进步给我国各行各业带来巨大冲击和极大的发展机遇。化工企业应明确了解社会科技发展对自身的推动作用，强化DCS系统在化工企业中的应用。

参考文献

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[2]康玉国.化工企业自动化DCS控制系统的应用及发展分析[J].电力系统装备,2019(20):18-19.

[3]杨阳.化工企业自动化DCS控制系统的应用及发展分析[J].百科论坛电子杂志,2020(8):1071.