刍议DCS控制系统在化工生产中的有效应用

王钊

摘 要：现阶段，在科学技术不断推陈出新的背景下，各行各业均得到了较大的发展，特别是化工生产行业尤为明显。其中，DCS控制系统是一种集实时显示、参数调整、状态监督以及故障报警等功能于一身的系统，在实际的化工生产过程中对这一系统予以有效的应用，可以有效降低企业成本，实现经济效益的最大化。

关键词：DCS控制系统；化工生产；应用

中图分类号：TQ063 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0069-02

DCS控制系统结合了控制、通讯、计算机以及显示等相关技术，并在4C技术的有力支撑下，使该系统能够在工业领域达到分析管理与集中操作的效果。将DCS控制系统应用于化工企业，可以有效降低实际生产过程中所消耗的能源，并有利于管理水平的提高。同时，由于化工企业所需要运用到的材料通常都存在较强的腐蚀性，所以更为注重系统化的控制，在DCS控制系统的支持下，能够确保化工企业生产工厂的安全进行，进而有益于企业效益的增长。

1 DCS控制系统的内涵及其应用优势

1.1 可靠性较强

DCS控制系统主要采取二进制数字信号来对信息予以传输，这样既能够避免传输信号受到过多的干扰，还能够增强数据传输的精确度与质量。和传统模拟信号相比，二进制数学信号能够降低实际传输过程中出现的误差，使控制与测量更为准确[1]。其次，在结构方面，DCS控制系统要比传统控制系统更为简单，主要得益于其有关线路与程序在设计的过程中被有效的简化，这样大大的提升了该系统在化工生产中的可靠性。

1.2 开放性较强

开发者在对DCS控制系统予以设计的过程中采取了模块化与标准化的方式，使得系统当中所包含的计算机能够利用工业以太网来实现网络通讯。同时，模块化与标准化的设计方式也让DCS控制系统更具开放性，有利于其它子系统的接入，同时还可以结合实际需求随时在系统网络中将子系统卸载，并且还不会对计算机和其它子系统产生过大的影响。

1.3 安装维护操作简单

在实际的化工生产过程中，大部分化工产品均是通过化学反应而得到的。其中带有腐蚀性的原材料就必然会对生产设备造成损害，因此若没有及时发现与处理设备存在的故障，就会导致企业面临巨大的经济损失，严重时还会造成安全事故。传统控制系统由于其信号在实际传输时极易受到外界的干扰或出现丢失的情况，使得操作员无法及时发现设备存在的故障，同时在寻找设备损坏部位是也较为困难，这样就会拖慢化工生产的整体进度。通过对DCS控制系统的有效应用就能够对上述问题予以有效的解决，主要得益于其可以利用数字传输在现场实时接收变量信息和现场设备的详细工作信息，这样在确保数据真实性的基础上，操作员还能够运用这些数据快速准确的判断出设备存在故障的具体位置与原因，以便于在第一时间通过相应的措施来对问题予以解决，使化工生产的整体效率与质量得到了有效的保障。

2 化工生产中DCS控制系统的具体运用

2.1 进行联锁控制

联锁控制主要指的是：DCS控制系统通过自动运算来对运行设施予以保护。在联锁控制当中，在对锁予以设定时存在一定的上限与下限，若液压超出上限那么系统就会自动发出信号并将开关切断，让电动机停止工作；若液压低于下限，系统也会发出信号并启动控制开关，因此为了让系统能够自动执行动作，就需对联锁条件予以满足。例如将电动设备动作开启、调节阀动作以及关闭电动设备动作等等[2]。其次，计算机系统软件组态要想将整个操作动作都完成，需要具备极高的精准性、关联性以及可靠性，同时还应达到事故记忆、智能化以及逻辑判断等效果。另外，联锁控制还能够代替操作人员对突发事故予以有效处理等相关操作，而操作人员也可以通过手动来对DCS控制系统予以操作，指挥其发出停止与启动信号。

2.2 控制反应器温度

就化工生产企业的生产过程而言，反应器控制是其主要组成部分之一，其在生产与控制方面的水平影响着整体的产品质量与生产方面的安全性，并且其中的压力控制状况、工艺的参数温度等均会化工产品的生产质量造成影响。在实际生产过程中维持反应温度的平稳性极其重要，若不能及时逸出反应热，就会由于内部正反馈使得反应温度快速升高，进而无法有效的控制。例如，在图1中可以得出，进料系统在流量控制方面所具备的平稳性会对反应温度产生影响，因此需要运用流量定值、质量流量以及椭圆齿轮来对其予以控制，然后自动控制反应物料，进而确保反应温度能维持稳定的状态。就工艺特点而言，从控制角度可以分为过渡、温度升压以及恒压恒温。其中，在实际运行过程中恒压恒温在精度方面的要求最大，同时其也是整个反应的重点所在。为了能够有减少由于温场所产生的误差，需运用A级别的WZPK测温，其主要具有周期长、质量稳定以及反应迅速等相关特点。而Pt100主要针对蒸汽调节阀，4～20mA则主要针对循环水调节阀。

对于这一项目当中的反应器，由于其存在热效应强以及容量大等相关优势，所以极易对传热效果产生影响，而采取单回路控制等方式无法满足要求，但若应用DCS来予以控制则可以解决这一问题，使得控制精度得到有效的改善。

2.3 对切断阀的控制

在进行实际的化工生产时，利用DCS控制系统能够在计算机画面上显示切断阀组态，这样操作员就能够在操作员站上实施对切断阀进行开关的相关操作，同时还能够实时监控切断阀开关指令的执行反馈情况[3]。其次，在开展长时间连续生产时，运用顺序控制，还能够实现程序对调节阀予以自动操作，进而让部分或整體流程变得更加自动化，减少劳动力的投入，让工作人员不必投入过高的劳动强度。

2.4 对液位串级的控制

在化工生产的过程中，相关操作人员主要运用串级均匀控制系统实现对各个生产环节的有效控制，例如维持前塔液位的稳定和控制后塔进料量等相关工序。这主要得益于，DCS控制系统当中包含了副回路，当塔内压力出现流动或排出端的压力流动波动过大时，就可以与其予以对抗，进而确保系统稳定、安全的运行。同时，还能够减少系统在实际运行过程中存在的一些不稳定因素，这样就能够有效降低操作人员的工作量。

3 DCS系统故障诊断与处理

其一，排查是否是因为操作失误而引起的故障；其二，运用系统硬件故障指示灯以及自诊断测试方面的相关功能来对故障根源予以分析。若属于DCS系统故障，那么还应进一步分析故障来源于硬件还是软件；其三，在对卡件予以更换时，需确定是否可以在线进行，以及对冗余卡件予以切换时是否会对实际工作产生干扰；其四，在对故障软件进行处理时，若需要下装，则需要确定系统是否准许在线下装。同时，增量下装属于一种极其有效的方式，其能够实现相关参数与阀门的强制手动，进而可以避免对设备产生干扰；其五，系统在出现故障时需明确原因，否则将二次对更换的卡件造成损害。

4 结语

综上所述，在化工生产过程中应用DCS控制系统，能够在确保企业正常生产的基础上，降低相关材料与能源的消耗，并减少人力的投入，进而有利于企业生产成本的降低，并维持生产稳定、安全、高效的进行。

参考文献

[1]崔阳，黄凯.浅析化工生产中DCS自动控制的应用[J].化工管理，2016，（27）：208.

[2]单玉柱，胡海东.化工生产中DCS控制系统的运用分析[J].数字技术与应用，2017，（07）：21+23.

[3]陈伟浩.基于化工生产操作控制中应用与DCS的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（18）：33-34.