DCS技术在化工过程控制中的应用

刘振航

摘要：改革开放至今，我国无论是科技还是经济，与之前相比都有了非常明显的进步，对化工过程控制工作所具有要求的不断提升是社会发展的必然结果。文章正是以现阶段各企业开展化工过程控制的实际情况作为主要背景，首先对DCS技术进行了概述，然后又通过理论与实际相结合的方式，列举了在化工过程控制中较为常见的DCS技术的应用，供相关人员参考。

关键词：DCS技术；化工过程控制；应用

引言：在过去很长的一段时间内，由于网络技术的不成熟，我国企业对化工过程进行控制时普遍借助于仪器、仪表和人力，近几年，随着科技的发展，通过人力方式对化工过程进行控制的传统系统逐渐被社会所淘汰，面对越来越大的生产压力，各企业内部相关人员，均结合实际情况对DCS技术进行了引入，并在实践过程中对其加以优化和完善，保证化工过程控制所具有自动化程度的不断提升。由此可以看出，以化工控制过程为背景，对DCS技术的应用进行分析是非常有必要的。

1DSC技术的概述

1.1含义

DCS指的是分散控制系统，通俗来讲，就是将计算机作为基础，将数据传输等技术作为手段，用以保证自动化控制高效实现的计算机控制系统[1]。对化工企业而言，在对化工过程进行控制的过程中，合理应用DCS技术，最主要的优势在于保证化工过程操作的集中性，以及管理的分散性。近几年，随着科技的不断发展，DCS技术与之前相比也有了较为明显的进步，相关人员对DCS技术的掌握和应用变得愈发成熟，正是因为如此，DCS技术才逐渐被社会各界所认可，并且成为化工过程控制的核心手段。

1.2特点

1.2.1扩展灵活

DCS系统所包含的内容通常情况下采用的结构为积木式结构，该结构所具有最明显的优点在于兼容性较好，同时还可以根据实际情况完成不同系统的配置工作，为未来系统的扩展提供便捷。另外，DCS系统所包含的控制、运算、输入和输出功能块，都可以根据化工工程不同的流程加以改变，通过组合的方式，构成简单或复杂的控制系统，便于对控制方案的修改。

1.2.2具有继承性

随着科技的进步，DCS系统的更新速度也变得越来越快，相应的，新硬件与新程序不断涌现，因此，DCS系统如果想要降低相关设备的淘汰率，避免企业遭受不必要的经济损失，必然需要具有继承性。DCS系统所具有的继承性，主要体现在软件和硬件方面，例如所采用操作系统、网络管理和数据库等软件的先进性等，以及所采用计算机、人机接口和通信网络等硬件的先进性[2]。一般来说，想要判断某一系统是否具有继承性，最直观的体现在与其所对应新、老系统之间能否兼容，只有保证针系统所开展一系列更新换代的工作，均可以将原有系统作为基础，才能保证用户所获利益的增加。

2在化工过程控制中DCS技术的应用

2.1液位串级控制系统的构建

塔液位的稳定程度与塔底的出料量之间，存在着非常直接的联系，可以说塔液位稳定与否是由其塔底出料量所决定的，而决定塔底出料量的核心因素为其进料量，也就是说，如果某塔的前塔具有相对稳定的液位，那么其出料量必然可以保证相对稳定，某塔在进料量稳定的情况下，想要保证其液位稳定，便需要对液位串级控制系统加以应用，就是将液位控制器所输出的数值，与流量控制器所输出的数值相关联，使前者成为后者的操作执行器。需要相关人员注意，液位串级控制系统之中均存在可以对塔内所具有压力进行排除的回路，该回路的存在不会对物料流量引起变化。通过上文的分析可以看出，在化工过程控制中对DCS技术加以应用，可以在保证系统稳定运行的基础上，避免不必要的物质与人力资源的浪费。

2.2控制反应器的反应温度

作为化工工程的核心所在，对反应器的温度进行控制，对产品质量产生的影响是非常直观的，另外，控制反应器还代表着控制化工工程生产过程的安全。通过大量的实践可以发现，如果无法在化工生产的过程中，及时将反应器内部由于化学反应而出现的热量进行排出，就会导致反应器内部所具有的热量越来越多，最终达到相关人员难以对其进行控制的地步。对导致热量产生的关键因素进行分析和归纳不难看出，反应器中所流入化工材料的流量是需要相关人员重点关注的部分，也就是说，想要最大限度保证对反应器内部反应温度的增加进行控制，首先需要保证材料流入比例的稳定性，只有这样才能保证温度的稳定[3]。对反应器温度进行控制的过程，共分为以下几个阶段：第一阶段，升温升壓的阶段；第二阶段，过渡的阶段；第三阶段，恒温恒压的阶段。上文所提及的三个阶段之中，最重要同时也是最难控制的阶段为第三阶段——恒温恒压的阶段。

通过调查可以发现，应用于化工工程之中的反应器，普遍具有体积较大的特点，这也在一定程度上导致了该类反应器的传热效果相对较差，因此，在对其进行温度测量的过程中，想要保证所获得温度与反应器内部温度的完全吻合，是较为困难的。针对这一现象，相关人们常用的解决方法为对DCS技术加以应用，通过DCS技术对温度测量所应用仪器进行控制，这样做能够最大限度上对反应器所具有的传热效果较差这一不足加以弥补，保证所测量温度的精确程度。如果反应器内部正处于升温的状态下，那么DCS技术可以通过对分散系统进行控制的方式，保证温度上升速率的稳定性。如果反应器内部温度的上升速率过慢或过快，那么分散系统可以对控制反应温度的程序进行切除，此时，相关人员就可以对温度上升速率进行人工调节，保证其科学性。

2.3实现联锁控制

在化工过程控制中对DCS技术进行应用，可以实现对化工工程的联锁控制。作为具有代表性的计算机自我保护方式，联锁控制主要是通过对计算机网络所具有自主计算的功能加以利用的方式，完成对化工工程高度保护的方式之一。如果可以对联锁控制进行科学利用，那么，一旦系统与联锁控制所需装置的条件相满足，化工工程系统就可以自动做出相应的行为，例如，对阀门开放的程度或阀门的开关进行调节等，这一系列行为的实施，均是以保护化工工程为目的[4]。当然，上文所提及的种种行为，都需要计算机通过智能计算的方式加以决定，这也在一定程度上说明了其所具有的实时性和科学性，联锁控制可以在相关人员对保护措施进行采取前，自行完成对化工工程系统的保护工作，从而实现对物质和劳动力的节约。

结论：综上所述，上文主要从两个方面对DCS技术进行了叙述，其一是DCS技术的含义和特点，其二是在化工过程控制中DCS技术的实际应用，而文章叙述的重点落在第二个方面。希望可以通过本文对控制反应器温度、实现联锁控制等DCS技术所具有作用的阐述，为相关工作的开展提供可供参考的依据。

参考文献：

[1]武庆，柳勇. DCS技术在化工行业中的应用[J]. 科技风，2012，19：74.

[2]王莉，李积洲，耿国良. 浅谈DCS技术在化工过程控制的有效运用[J]. 科技风，2012，19：116.

[3]赵明. DCS技术在化工过程控制的有效运用探析[J]. 化学工程与装备，2015，02：35-37.

[4]黄志达，管鸿才. DCS技术在化工行业中的应用分析[J]. 化工管理，2014，11：136.