DCS系统在天然气仪表领域中的应用特征分析

秦琼

摘 要 文章首先就DCS系统的概念以及结构做出了必要的说明和分析，而后进一步针对其工作特征和发展状态进行了讨论。

关键词 DCS；天然气；仪表；应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0085-01

天然气从开采、加工一直到流通和消费的整个过程中，仪表都占据着至关重要的地位。仪表工作的正常与否，以及仪表能否在第一时间将读取到的相关数据传达给相应的控制系统，对于整个天然气生命周期中的各个领域而言都有着至关重要的价值和作用。

1 DCS系统的概念以及结构

分布式控制系统（DCS，Distributed Control System），又称为集散控制系统，是继集中式控制系统之后进一步发展和演变而成的控制体系。分布式控制系统从本质上看是一个由过程控制层和过程监控层组成的以通信网络为核心传输纽带的多级计算机系统，在整个DCS体系中综合了计算机、通信、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

在石油天然气的生产和加工领域中，每一个环节都涉及到仪表的参与。仪表的示值准确程度，直接关系到天然气生产领域中的安全水平以及其流通过程中的利润问题。与此同时，由于天然气生产和流通过程中，尤其是生产过程中的工作环境通常较为恶劣，环境的温湿度以及空气中的诸多成分都可能并不适宜工作人员现场实施动作，因此对于仪表的读值通常采用远距离传输。而在天然气领域中，由于每个工作环节都会涉及到诸多方面的仪表参数读取，因此对于工作状态和稳定程度的判断以及控制工作，只能在将仪表读数进行收集的基础上才能展开。而DCS的价值，则在于当获取到一定范围内的仪表读数的时候，针对其读数状态展开分析，并且及时作出反应并且给出分析报告。从结构角度看，DCS系统在石油天然气的生产领域中，通常通过局域网来实现对于诸多仪表体系和相关群落以及操作站之间的通信。其总体结构参见图1。

图1 天然气环境中仪表DCS系统结构示意图

每一个仪表集群都通过当地的I/O接口与DCS控制器保持联系，控制器负责对相关仪表数据作出最初的判断，并且将相关数据经由网络传达给上层操作站。参与控制整个天然气生产系统的工作人员通过操作站读取到相应的基本数据以及控制器做出的必要动作，其中包括必要的数据分析汇总。与此同时，操作站还负责提供相应的输出以及控制接口和手柄给相关工作人员，确保控制工作得以顺利展开。

2 DCS系统的特征以及发展分析

对于DCS系统而言，在天然气工作环境中存在其自身的生命周期和发展规律，这个生命周期与天然气工作环境中的其他技术应当能够保持一定的兼容并且能够实现互相推进发展。想要实现如此目标，DCS系统应当具备安全、开放两个方面的重点属性。在安全方面，必须认识到对于DCS系统以及整个天然气生产甚至是加工工作环节而言，数据的安全性以及可靠性直接关系到DCS工作的有效展开，更加进一步关系到系统对于仪表体系的控制效果以及相关工作人员对于整个天然气生产系统的控制有效性。针对安全方面的需求，DCS通常对于相应的设备首先从硬件角度实现冗余，在某些特定场合甚至实现1：1冗余确保相关数据安全。除此以外，DCS系统通常还会从用户角度确保数据安全，常见的做法是为不同的使用人员设定不同的权限，确保将误操作比例等问题的发生降至最低。而对于开放性而言，DCS作为天然气仪表体系环境中相对高层的控制系统，需要对其下包括可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）等相应控制设备在内的诸多组件实现兼容，并进一步构成对仪表等天然气生产组件更为完备的控制体系。此外，一个兼容性良好的DCS系统还应当对未来发展保持兼容，为未来的发展预留出一定的软硬件接口，确保其在发展过程中表现出良好的适应特征。从发展角度看，DCS在发展的过程中还会呈现出极强的数据特征，以数据挖掘和数据引擎作为核心的人工智能思想会逐步在DCS系统中得到重视。这些技术能够帮助计算机更好地“理解”采集到的仪表数据，以便于根据这些数据作出更为人性化的合理判断和相应决策。与此同时，此类技术在DCS系统中得到更为深入的应用，也意味着人们能够从数据中发现更多潜在的问题，并且及时加以改进，更为重要的是能够帮助工作人员发现对现存工作流程中可能存在的问题和不足，因此也会成为改善天然气工作的重要依据和手柄。

3 结论

当前天然气工作环境中，DCS系统的作用和价值已经毋庸置疑，其不断成熟，必然会成为推动我国天然气工业发展的重要力量，对于保持天然气领域中各个仪表簇的健康水平同样意义重大。鉴于此，在对待DCS的发展过程中，应当认真观察数据，发现存在于工作细节中的问题和不足，在确保DCS系统充分发挥作用的基础之上，进一步对其自身展开不断改善，推动我国天然气工业的进步。

参考文献

[1]黄春芳.油气管道仪表与自动化[M].北京：中国石化出版社，2009.

[2]余袁园，营万军，吴琼，于龙.天然气计量监控管理系统改造设计及实现[J].工业计量，2005（S1）.endprint

摘 要 文章首先就DCS系统的概念以及结构做出了必要的说明和分析，而后进一步针对其工作特征和发展状态进行了讨论。

关键词 DCS；天然气；仪表；应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0085-01

天然气从开采、加工一直到流通和消费的整个过程中，仪表都占据着至关重要的地位。仪表工作的正常与否，以及仪表能否在第一时间将读取到的相关数据传达给相应的控制系统，对于整个天然气生命周期中的各个领域而言都有着至关重要的价值和作用。

1 DCS系统的概念以及结构

分布式控制系统（DCS，Distributed Control System），又称为集散控制系统，是继集中式控制系统之后进一步发展和演变而成的控制体系。分布式控制系统从本质上看是一个由过程控制层和过程监控层组成的以通信网络为核心传输纽带的多级计算机系统，在整个DCS体系中综合了计算机、通信、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

在石油天然气的生产和加工领域中，每一个环节都涉及到仪表的参与。仪表的示值准确程度，直接关系到天然气生产领域中的安全水平以及其流通过程中的利润问题。与此同时，由于天然气生产和流通过程中，尤其是生产过程中的工作环境通常较为恶劣，环境的温湿度以及空气中的诸多成分都可能并不适宜工作人员现场实施动作，因此对于仪表的读值通常采用远距离传输。而在天然气领域中，由于每个工作环节都会涉及到诸多方面的仪表参数读取，因此对于工作状态和稳定程度的判断以及控制工作，只能在将仪表读数进行收集的基础上才能展开。而DCS的价值，则在于当获取到一定范围内的仪表读数的时候，针对其读数状态展开分析，并且及时作出反应并且给出分析报告。从结构角度看，DCS系统在石油天然气的生产领域中，通常通过局域网来实现对于诸多仪表体系和相关群落以及操作站之间的通信。其总体结构参见图1。

图1 天然气环境中仪表DCS系统结构示意图

每一个仪表集群都通过当地的I/O接口与DCS控制器保持联系，控制器负责对相关仪表数据作出最初的判断，并且将相关数据经由网络传达给上层操作站。参与控制整个天然气生产系统的工作人员通过操作站读取到相应的基本数据以及控制器做出的必要动作，其中包括必要的数据分析汇总。与此同时，操作站还负责提供相应的输出以及控制接口和手柄给相关工作人员，确保控制工作得以顺利展开。

2 DCS系统的特征以及发展分析

对于DCS系统而言，在天然气工作环境中存在其自身的生命周期和发展规律，这个生命周期与天然气工作环境中的其他技术应当能够保持一定的兼容并且能够实现互相推进发展。想要实现如此目标，DCS系统应当具备安全、开放两个方面的重点属性。在安全方面，必须认识到对于DCS系统以及整个天然气生产甚至是加工工作环节而言，数据的安全性以及可靠性直接关系到DCS工作的有效展开，更加进一步关系到系统对于仪表体系的控制效果以及相关工作人员对于整个天然气生产系统的控制有效性。针对安全方面的需求，DCS通常对于相应的设备首先从硬件角度实现冗余，在某些特定场合甚至实现1：1冗余确保相关数据安全。除此以外，DCS系统通常还会从用户角度确保数据安全，常见的做法是为不同的使用人员设定不同的权限，确保将误操作比例等问题的发生降至最低。而对于开放性而言，DCS作为天然气仪表体系环境中相对高层的控制系统，需要对其下包括可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）等相应控制设备在内的诸多组件实现兼容，并进一步构成对仪表等天然气生产组件更为完备的控制体系。此外，一个兼容性良好的DCS系统还应当对未来发展保持兼容，为未来的发展预留出一定的软硬件接口，确保其在发展过程中表现出良好的适应特征。从发展角度看，DCS在发展的过程中还会呈现出极强的数据特征，以数据挖掘和数据引擎作为核心的人工智能思想会逐步在DCS系统中得到重视。这些技术能够帮助计算机更好地“理解”采集到的仪表数据，以便于根据这些数据作出更为人性化的合理判断和相应决策。与此同时，此类技术在DCS系统中得到更为深入的应用，也意味着人们能够从数据中发现更多潜在的问题，并且及时加以改进，更为重要的是能够帮助工作人员发现对现存工作流程中可能存在的问题和不足，因此也会成为改善天然气工作的重要依据和手柄。

3 结论

当前天然气工作环境中，DCS系统的作用和价值已经毋庸置疑，其不断成熟，必然会成为推动我国天然气工业发展的重要力量，对于保持天然气领域中各个仪表簇的健康水平同样意义重大。鉴于此，在对待DCS的发展过程中，应当认真观察数据，发现存在于工作细节中的问题和不足，在确保DCS系统充分发挥作用的基础之上，进一步对其自身展开不断改善，推动我国天然气工业的进步。

参考文献

[1]黄春芳.油气管道仪表与自动化[M].北京：中国石化出版社，2009.

[2]余袁园，营万军，吴琼，于龙.天然气计量监控管理系统改造设计及实现[J].工业计量，2005（S1）.endprint

摘 要 文章首先就DCS系统的概念以及结构做出了必要的说明和分析，而后进一步针对其工作特征和发展状态进行了讨论。

关键词 DCS；天然气；仪表；应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0085-01

天然气从开采、加工一直到流通和消费的整个过程中，仪表都占据着至关重要的地位。仪表工作的正常与否，以及仪表能否在第一时间将读取到的相关数据传达给相应的控制系统，对于整个天然气生命周期中的各个领域而言都有着至关重要的价值和作用。

1 DCS系统的概念以及结构

分布式控制系统（DCS，Distributed Control System），又称为集散控制系统，是继集中式控制系统之后进一步发展和演变而成的控制体系。分布式控制系统从本质上看是一个由过程控制层和过程监控层组成的以通信网络为核心传输纽带的多级计算机系统，在整个DCS体系中综合了计算机、通信、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

在石油天然气的生产和加工领域中，每一个环节都涉及到仪表的参与。仪表的示值准确程度，直接关系到天然气生产领域中的安全水平以及其流通过程中的利润问题。与此同时，由于天然气生产和流通过程中，尤其是生产过程中的工作环境通常较为恶劣，环境的温湿度以及空气中的诸多成分都可能并不适宜工作人员现场实施动作，因此对于仪表的读值通常采用远距离传输。而在天然气领域中，由于每个工作环节都会涉及到诸多方面的仪表参数读取，因此对于工作状态和稳定程度的判断以及控制工作，只能在将仪表读数进行收集的基础上才能展开。而DCS的价值，则在于当获取到一定范围内的仪表读数的时候，针对其读数状态展开分析，并且及时作出反应并且给出分析报告。从结构角度看，DCS系统在石油天然气的生产领域中，通常通过局域网来实现对于诸多仪表体系和相关群落以及操作站之间的通信。其总体结构参见图1。

图1 天然气环境中仪表DCS系统结构示意图

每一个仪表集群都通过当地的I/O接口与DCS控制器保持联系，控制器负责对相关仪表数据作出最初的判断，并且将相关数据经由网络传达给上层操作站。参与控制整个天然气生产系统的工作人员通过操作站读取到相应的基本数据以及控制器做出的必要动作，其中包括必要的数据分析汇总。与此同时，操作站还负责提供相应的输出以及控制接口和手柄给相关工作人员，确保控制工作得以顺利展开。

2 DCS系统的特征以及发展分析

对于DCS系统而言，在天然气工作环境中存在其自身的生命周期和发展规律，这个生命周期与天然气工作环境中的其他技术应当能够保持一定的兼容并且能够实现互相推进发展。想要实现如此目标，DCS系统应当具备安全、开放两个方面的重点属性。在安全方面，必须认识到对于DCS系统以及整个天然气生产甚至是加工工作环节而言，数据的安全性以及可靠性直接关系到DCS工作的有效展开，更加进一步关系到系统对于仪表体系的控制效果以及相关工作人员对于整个天然气生产系统的控制有效性。针对安全方面的需求，DCS通常对于相应的设备首先从硬件角度实现冗余，在某些特定场合甚至实现1：1冗余确保相关数据安全。除此以外，DCS系统通常还会从用户角度确保数据安全，常见的做法是为不同的使用人员设定不同的权限，确保将误操作比例等问题的发生降至最低。而对于开放性而言，DCS作为天然气仪表体系环境中相对高层的控制系统，需要对其下包括可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）等相应控制设备在内的诸多组件实现兼容，并进一步构成对仪表等天然气生产组件更为完备的控制体系。此外，一个兼容性良好的DCS系统还应当对未来发展保持兼容，为未来的发展预留出一定的软硬件接口，确保其在发展过程中表现出良好的适应特征。从发展角度看，DCS在发展的过程中还会呈现出极强的数据特征，以数据挖掘和数据引擎作为核心的人工智能思想会逐步在DCS系统中得到重视。这些技术能够帮助计算机更好地“理解”采集到的仪表数据，以便于根据这些数据作出更为人性化的合理判断和相应决策。与此同时，此类技术在DCS系统中得到更为深入的应用，也意味着人们能够从数据中发现更多潜在的问题，并且及时加以改进，更为重要的是能够帮助工作人员发现对现存工作流程中可能存在的问题和不足，因此也会成为改善天然气工作的重要依据和手柄。

3 结论

当前天然气工作环境中，DCS系统的作用和价值已经毋庸置疑，其不断成熟，必然会成为推动我国天然气工业发展的重要力量，对于保持天然气领域中各个仪表簇的健康水平同样意义重大。鉴于此，在对待DCS的发展过程中，应当认真观察数据，发现存在于工作细节中的问题和不足，在确保DCS系统充分发挥作用的基础之上，进一步对其自身展开不断改善，推动我国天然气工业的进步。

参考文献

[1]黄春芳.油气管道仪表与自动化[M].北京：中国石化出版社，2009.

[2]余袁园，营万军，吴琼，于龙.天然气计量监控管理系统改造设计及实现[J].工业计量，2005（S1）.endprint