DCS控制系统在化工自动化控制中的应用

DCS控制系统在化工自动化控制中的应用

摘 要：DCS控制系统的形成和应用，以计算机网络技术、通讯技术以及自动化控制技术为主要基础，能够对化工生产进行自动化控制，在保证化工生产安全顺利进行的基础上，实现资源的优化配合和合理利用，具有良好的应用价值。本文简要探讨DCS控制系统在化工自动化控制中的实际应用情况，仅供相关人员参考。

关键词：DCS控制系统；化工生产；自动化控制；应用

1 DSC自动化控制系统相关内容简述

1.1 DSC自动化控制系统的概念

DSC自动化控制系统也被称作分散性控制系统，是我国第四代控制发展系统，是在计算机控制

技术上集网络技术、现代通讯技术、监控技术、自动化控制技术以及图像显示技术等多种技术为一体的新型自动化控制系统。DSC自动化控制系统具有很强的控制功能、便捷的模块化设计和可靠的系统安全性，具有操作简单、性能强大和应用广泛的优势。

1.2 DSC自动化控制系统的功能特点

根据DSC自动化控制系统的技术构成和在实践中的应用分析，其功能特点主要突出表现在实时性功能、参数调整功能、报警功能和监督功能四个方面。首先，实时性功能主要是指DSC能够通过自动化的输入服务和输出服务对生产现场的相关数据进行采集，并且将其及时的反馈给相关人员，实现信息获得和传输的实时性。其次，参数调整功能则是指DSC自动化控制系统能够根据化工生产的压力、温度、流量等参数标准对生产过程中的相关参数进行及时、精确的调整，确保化工生产的安全性和标准性。另外，DSC的调整功能还能够有效节约生产原料和能源，从而在生产环节有效控制化工生产成本，这对化工生产企业效益提升十分有利。而DSC自动化控制系统的报警功能是指对化工生产过程中设施设备、生产系统运行状态等进行监视，一旦发现问题，通过其中的自动化控制系统能够及时发出警报，并且将报警地点、时间、基本信息等精确的传达给故障维修人员，从而在异常情况出现的第一时间内迅速采取应对措施，有效减少生产事故的发生。最后，在监督功能方面，主要是以生产设施设备、系统在正常运行状态下的数据为标准，将实时运行数据与标准数据进行对比，将对比结果形成监督管理日志，为故障查找、设备维修等提供数据和信息参考。

2 DCS控制系统在化工工艺流程中使用的功能

DCS控制系统在化工工艺中的使用中发挥着重要的作用，其功能表现涵盖了以下18各方面：

1. 具有开放性网络结构、高可靠性、支持OPC开放标准、取得了ISO9000认证的；2）实用、实时、准确、全面的监测、控制功能；3）全面维修信息；4）实时和历史数据库；5）能进行稳态和动态控制；6）可自由组态各种显示；7）具有报警功能；8）能运用MS Office和VB（VC）软件的

自由格式编程（进入数据库），做报表和任何其他应用；9）具有打印功能；10）提供计算工具；11）具有逻辑控制功能；12）支持用户建立图形画面和报表；13）提供管理信息系统的接口；14）能进行工程单位的修正；15）具有线性化功能；16）具有自整定功能；17）能与ESD系统、可燃气体/有毒气体检测报警系统、火灾报警系统、压缩机控制系统以及其它成套设备控制系统通信；18）满足装置正常、连续、无故障、最优化运行所必须的功能。

2.1DCS 与成套通讯技术

随着DCS系统在化工自动化领域的广泛应用，其功能已不仅仅是完成控制和操作，在很大程度上还要整合其它各辅助系统的运行信息和生产数据，并将这些数据提供给操作人员和管理者。因此，DCS系统如何实现与第三方系统间通讯进行数据交换，越来越被更多的用户重视并广泛应用。DCS主要分为三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口（HMI）。控制器I/O部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。

2.2 生产信息趋势图浏览功能

2.2.1 趋势图显示功能

趋势图显示就是通过系统对历史数据进行查询的功能，被查看的数据呈现出曲线趋势图的形态，配合时间轴形式进行展示，可以将一种或者几种工艺参数的趋势图添加在一起比较，分析工艺运行稳定时相关的参数，不稳定时异常的参数，趋势图显示功能有利于企业管理层和技术层对历史数据的追溯，从而找到操作失误的原因，进而提升操作人员的参数控制水平[1]。

2.2.2 检索信息功能

系统中的数据非常多，用户需要正确、快速地查看需要的数据，这时就需要数据检索功能。通

过对系统中当前值或者历史值的检索进行快速地查找。检索信息的方法包括：依据独立位号名称检索、依据工厂区域进行检索、依据信息种类进行检索、依据关键词进行检索等。

2.3 人性化的模块建立功能

在正常生产中各个工艺部分的数据较多，不同管理角色的人对数据的需求也有所不同，这时就可以应用生产信息管理系统建立适合自己需要的工艺流程数据显示界面，及时反馈数据信息并形成对应表格，此功能的实现是以DCS中的数据点为信息源，通过调用不同工艺部分的参数最后整合在一起，也是DCS系统的一种待开发的延伸性应用。

3 DCS系统在化工工艺流程中配合使用的范围

3.1 生成生产所需的各种报表

生产报表中记录了一定时间之内，企业中公用工程与原材料的消耗量、产品理论产量与实际产量等。在系统中可以随意设置生产报表的开始与结束日期，按月按季度对生产数据进行比对，通过一定时间内企业的消耗能够对产品的单耗进行计算，随着工艺的变化及时调整工艺的参数设定，分析出前期生产中需改善的地方及后续生产成本的控制方案。

3.2 计算关键表现因子

能够对企业的生产情况进行反映的重要指标就是关键表现因子，根据工艺条件等情况进行各种能源、材料的消耗与理论产出的计算。通过将关键表现因子与理论参考值的对比，对每天的生产情况进行了解，及时调整生产，将损失降到最小。还可以通过月关键表现因子的计算发现生产中不足的地方，通过优化与调整提高产能[2]。

3.3 计算控制回路表现因子

通过DCS中Design mode value实时输出的数据掌握回路当前的控制状态，通过对控制回路表现因子计算结果的统计，能够对DCS中控制回路的表现进行监视，发现其中表现不好的控制回路并进行优化。

4 DCS控制系统在化工工艺流程中配合使用的益处

4.1 便于企业实时监控生产过程

随着自动化控制系统的实现，生产过程中更多地需要通过实时生产数据来对工艺参数或者生产过程进行调整与控制，确保生产地平稳进行。信息管理系统与化工自动化控制系统（DCS）在化工工艺流程中的配合应用完成了不同生产线、不同生产工艺过程中实时数据的集成，有利于企业对生产过程进行实时监控及各部分数据的对比分析与交流使用。

4.2 实现了生产管理层与执行层之间的信息沟通

生产管理层与执行层的信息脱节问题影响着生产与管理水平的提高。化工自动化控制系统（DCS）在化工工艺流程中的应用，实现了生产管理层与执行层之间的信息沟通，形成了企业管理系统与控制形态的信息基层，有利于执行层及时准确地掌握生产管理层的生产导向与指令，对工艺状况、设备状况进行调整、对生产制约因素进行分析与解决，实现管理层与执行层的信息交流，提高了执行效率与效果，通过这种平台增强了相互间的信息沟通，使操作人员及时改进产品质量，提高产能，减少能源消耗[3]。

5 总结

化工工艺流程中往往涉及到多个工序、多个部门，以往的信息交流模式往往导致信息的准确性不高、时效性低等情况，影响企业的生产经营。生产信息管理系统与化工自动化控制系统（DCS）在化工工艺流程中的配合应用，在一定程度上解决了这些问题。通过各种功能实现对生产过程的实

时监控，及时发现问题，避免事故发生；能够通过对原材料与能源用量的计算及时优化生产，减少物耗与能耗，提高经济效益，增强企业核心竞争力，这两套系统的配合应用有着很高的实用价值与广阔的应用前景。

参考文献

[1]冯晓明.基于化工生产操作控制中应用DCS的研究[J].科技创新与应用，2015（18）.

[2]杜永生.试论DCS控制系统在煤化工企业生产中的应用及维护[J].中国新技术新产品，2015（8）.

[3]姚勇涛.化工生产中DCS控制系统的应用[J].化工管理，2015（11）.

-全文完-