王釗

摘 要：現(xiàn)階段，在科學(xué)技術(shù)不斷推陳出新的背景下，各行各業(yè)均得到了較大的發(fā)展，特別是化工生產(chǎn)行業(yè)尤為明顯。其中，DCS控制系統(tǒng)是一種集實時顯示、參數(shù)調(diào)整、狀態(tài)監(jiān)督以及故障報警等功能于一身的系統(tǒng)，在實際的化工生產(chǎn)過程中對這一系統(tǒng)予以有效的應(yīng)用，可以有效降低企業(yè)成本，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng)；化工生產(chǎn)；應(yīng)用

中圖分類號：TQ063 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0069-02

DCS控制系統(tǒng)結(jié)合了控制、通訊、計算機(jī)以及顯示等相關(guān)技術(shù)，并在4C技術(shù)的有力支撐下，使該系統(tǒng)能夠在工業(yè)領(lǐng)域達(dá)到分析管理與集中操作的效果。將DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用于化工企業(yè)，可以有效降低實際生產(chǎn)過程中所消耗的能源，并有利于管理水平的提高。同時，由于化工企業(yè)所需要運(yùn)用到的材料通常都存在較強(qiáng)的腐蝕性，所以更為注重系統(tǒng)化的控制，在DCS控制系統(tǒng)的支持下，能夠確?；て髽I(yè)生產(chǎn)工廠的安全進(jìn)行，進(jìn)而有益于企業(yè)效益的增長。

1 DCS控制系統(tǒng)的內(nèi)涵及其應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 可靠性較強(qiáng)

DCS控制系統(tǒng)主要采取二進(jìn)制數(shù)字信號來對信息予以傳輸，這樣既能夠避免傳輸信號受到過多的干擾，還能夠增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_度與質(zhì)量。和傳統(tǒng)模擬信號相比，二進(jìn)制數(shù)學(xué)信號能夠降低實際傳輸過程中出現(xiàn)的誤差，使控制與測量更為準(zhǔn)確[1]。其次，在結(jié)構(gòu)方面，DCS控制系統(tǒng)要比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)更為簡單，主要得益于其有關(guān)線路與程序在設(shè)計的過程中被有效的簡化，這樣大大的提升了該系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的可靠性。

1.2 開放性較強(qiáng)

開發(fā)者在對DCS控制系統(tǒng)予以設(shè)計的過程中采取了模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化的方式，使得系統(tǒng)當(dāng)中所包含的計算機(jī)能夠利用工業(yè)以太網(wǎng)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。同時，模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方式也讓DCS控制系統(tǒng)更具開放性，有利于其它子系統(tǒng)的接入，同時還可以結(jié)合實際需求隨時在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中將子系統(tǒng)卸載，并且還不會對計算機(jī)和其它子系統(tǒng)產(chǎn)生過大的影響。

1.3 安裝維護(hù)操作簡單

在實際的化工生產(chǎn)過程中，大部分化工產(chǎn)品均是通過化學(xué)反應(yīng)而得到的。其中帶有腐蝕性的原材料就必然會對生產(chǎn)設(shè)備造成損害，因此若沒有及時發(fā)現(xiàn)與處理設(shè)備存在的故障，就會導(dǎo)致企業(yè)面臨巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時還會造成安全事故。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)由于其信號在實際傳輸時極易受到外界的干擾或出現(xiàn)丟失的情況，使得操作員無法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障，同時在尋找設(shè)備損壞部位是也較為困難，這樣就會拖慢化工生產(chǎn)的整體進(jìn)度。通過對DCS控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用就能夠?qū)ι鲜鰡栴}予以有效的解決，主要得益于其可以利用數(shù)字傳輸在現(xiàn)場實時接收變量信息和現(xiàn)場設(shè)備的詳細(xì)工作信息，這樣在確保數(shù)據(jù)真實性的基礎(chǔ)上，操作員還能夠運(yùn)用這些數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確的判斷出設(shè)備存在故障的具體位置與原因，以便于在第一時間通過相應(yīng)的措施來對問題予以解決，使化工生產(chǎn)的整體效率與質(zhì)量得到了有效的保障。

2 化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的具體運(yùn)用

2.1 進(jìn)行聯(lián)鎖控制

聯(lián)鎖控制主要指的是：DCS控制系統(tǒng)通過自動運(yùn)算來對運(yùn)行設(shè)施予以保護(hù)。在聯(lián)鎖控制當(dāng)中，在對鎖予以設(shè)定時存在一定的上限與下限，若液壓超出上限那么系統(tǒng)就會自動發(fā)出信號并將開關(guān)切斷，讓電動機(jī)停止工作；若液壓低于下限，系統(tǒng)也會發(fā)出信號并啟動控制開關(guān)，因此為了讓系統(tǒng)能夠自動執(zhí)行動作，就需對聯(lián)鎖條件予以滿足。例如將電動設(shè)備動作開啟、調(diào)節(jié)閥動作以及關(guān)閉電動設(shè)備動作等等[2]。其次，計算機(jī)系統(tǒng)軟件組態(tài)要想將整個操作動作都完成，需要具備極高的精準(zhǔn)性、關(guān)聯(lián)性以及可靠性，同時還應(yīng)達(dá)到事故記憶、智能化以及邏輯判斷等效果。另外，聯(lián)鎖控制還能夠代替操作人員對突發(fā)事故予以有效處理等相關(guān)操作，而操作人員也可以通過手動來對DCS控制系統(tǒng)予以操作，指揮其發(fā)出停止與啟動信號。

2.2 控制反應(yīng)器溫度

就化工生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過程而言，反應(yīng)器控制是其主要組成部分之一，其在生產(chǎn)與控制方面的水平影響著整體的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)方面的安全性，并且其中的壓力控制狀況、工藝的參數(shù)溫度等均會化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量造成影響。在實際生產(chǎn)過程中維持反應(yīng)溫度的平穩(wěn)性極其重要，若不能及時逸出反應(yīng)熱，就會由于內(nèi)部正反饋使得反應(yīng)溫度快速升高，進(jìn)而無法有效的控制。例如，在圖1中可以得出，進(jìn)料系統(tǒng)在流量控制方面所具備的平穩(wěn)性會對反應(yīng)溫度產(chǎn)生影響，因此需要運(yùn)用流量定值、質(zhì)量流量以及橢圓齒輪來對其予以控制，然后自動控制反應(yīng)物料，進(jìn)而確保反應(yīng)溫度能維持穩(wěn)定的狀態(tài)。就工藝特點而言，從控制角度可以分為過渡、溫度升壓以及恒壓恒溫。其中，在實際運(yùn)行過程中恒壓恒溫在精度方面的要求最大，同時其也是整個反應(yīng)的重點所在。為了能夠有減少由于溫場所產(chǎn)生的誤差，需運(yùn)用A級別的WZPK測溫，其主要具有周期長、質(zhì)量穩(wěn)定以及反應(yīng)迅速等相關(guān)特點。而Pt100主要針對蒸汽調(diào)節(jié)閥，4～20mA則主要針對循環(huán)水調(diào)節(jié)閥。

對于這一項目當(dāng)中的反應(yīng)器，由于其存在熱效應(yīng)強(qiáng)以及容量大等相關(guān)優(yōu)勢，所以極易對傳熱效果產(chǎn)生影響，而采取單回路控制等方式無法滿足要求，但若應(yīng)用DCS來予以控制則可以解決這一問題，使得控制精度得到有效的改善。

2.3 對切斷閥的控制

在進(jìn)行實際的化工生產(chǎn)時，利用DCS控制系統(tǒng)能夠在計算機(jī)畫面上顯示切斷閥組態(tài)，這樣操作員就能夠在操作員站上實施對切斷閥進(jìn)行開關(guān)的相關(guān)操作，同時還能夠?qū)崟r監(jiān)控切斷閥開關(guān)指令的執(zhí)行反饋情況[3]。其次，在開展長時間連續(xù)生產(chǎn)時，運(yùn)用順序控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)程序?qū)φ{(diào)節(jié)閥予以自動操作，進(jìn)而讓部分或整體流程變得更加自動化，減少勞動力的投入，讓工作人員不必投入過高的勞動強(qiáng)度。

2.4 對液位串級的控制

在化工生產(chǎn)的過程中，相關(guān)操作人員主要運(yùn)用串級均勻控制系統(tǒng)實現(xiàn)對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效控制，例如維持前塔液位的穩(wěn)定和控制后塔進(jìn)料量等相關(guān)工序。這主要得益于，DCS控制系統(tǒng)當(dāng)中包含了副回路，當(dāng)塔內(nèi)壓力出現(xiàn)流動或排出端的壓力流動波動過大時，就可以與其予以對抗，進(jìn)而確保系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。同時，還能夠減少系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程中存在的一些不穩(wěn)定因素，這樣就能夠有效降低操作人員的工作量。

3 DCS系統(tǒng)故障診斷與處理

其一，排查是否是因為操作失誤而引起的故障；其二，運(yùn)用系統(tǒng)硬件故障指示燈以及自診斷測試方面的相關(guān)功能來對故障根源予以分析。若屬于DCS系統(tǒng)故障，那么還應(yīng)進(jìn)一步分析故障來源于硬件還是軟件；其三，在對卡件予以更換時，需確定是否可以在線進(jìn)行，以及對冗余卡件予以切換時是否會對實際工作產(chǎn)生干擾；其四，在對故障軟件進(jìn)行處理時，若需要下裝，則需要確定系統(tǒng)是否準(zhǔn)許在線下裝。同時，增量下裝屬于一種極其有效的方式，其能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)參數(shù)與閥門的強(qiáng)制手動，進(jìn)而可以避免對設(shè)備產(chǎn)生干擾；其五，系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時需明確原因，否則將二次對更換的卡件造成損害。

4 結(jié)語

綜上所述，在化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)，能夠在確保企業(yè)正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，降低相關(guān)材料與能源的消耗，并減少人力的投入，進(jìn)而有利于企業(yè)生產(chǎn)成本的降低，并維持生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、高效的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]崔陽，黃凱.淺析化工生產(chǎn)中DCS自動控制的應(yīng)用[J].化工管理，2016，（27）：208.

[2]單玉柱，胡海東.化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)用分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017，（07）：21+23.

[3]陳偉浩.基于化工生產(chǎn)操作控制中應(yīng)用與DCS的研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（18）：33-34.