浅谈化工生产中DCS系统的运用

夏庆男

（唐山三友氯碱有限责任公司 华北理工大学，河北 唐山 063000）

DCS系统在企业的化学生产中发挥着关键性的作用,除了可以促进企业生产效率的提升,提高产品的使用质量外,还可以为企业带来良好的经济效益。对我国化工企业而言,应该进一步加深对 DCS 控制系统的研发和应用,使其在化工生产中发挥出更大的作用。

一、DCS控制系统体系结构

DCS系统就是主要集4C技术于一体的分布式的计算机控制系统，主要为计算机技术基于网络通信实现控制网络数据传输，其中控制中枢为电脑，主要通过监控实现效率且精准的操作来控制工业设备，相对于网络有着极高的安全系数，全面的保证了工业设备使用过程的安全。DCS控制系统操作过程非常简单，系统结构为分布式结构，系统主要由集中管理、分散监控和网络通信3部分组成。

通过 DCS 控制系统还能够建立起自动化控制网络,实现对相关设备仪器自动化操作的集成,防止在生产作业期间发生安全问题,确保整个生产工作的高效完成,切实提升生产系统的实际运行效率。需要注意的是,在进行实际生产作业时,必须要严格遵守相关规定和各项具体要求进行每一项操作,不可以随意变动和调整。通过对不同传感器设置参数的深入探究和分析,如温度、速度、压力等,可以对控制程序进行科学有效的编制,从而保障生产系统的顺利运行。

二、DCS控制系统实时功能

首先就应该在生产现场将控制点布置好，并且在DCS控制系统中构建O/I系统服务，这样不仅能够有效的采集各个控制点的各种信息数据，并且还能将其在操作员站的显示设备中显示出来，这之中包括单回路的控制画面、数据、声音等等，将变化的情况清楚的反应出来，将系统的运行状态直观的展现出来。随着近年来化工行业引入自动化控制技术，单片机作为现场使用的器件，要求体积小、功耗低、抗干扰强：因此目前单片机一般都采用CMOS工艺制造。单片机作为具有多种功能的可编程器件，可以用于各种产品。进入单片机的信号可以分为开关量和模拟量。一般来说开关量信号比较简单，可由各种继电器接点、开关、按钮等产生。这一类信号与单片机的连接比较简单，一般可以通过加上拉电阻的方法将其转换为与单片机的电源相同的电平信号后与单片机的普通I／O端口连接。通过按钮控制程序到可编程逻辑控制器。程序的核心是采用与可编程逻辑控制器相同的方案和组件，单片机程序增加了基于可编程逻辑控制器监控程序的编写功能，大大简化了设计工作量。信息处理部分是整个系统的中枢神经，但其硬件部分却可能很简单，只有一个单片机。通常情况下，我们应尽可能将需要程序控制功能或定时功能的工作交给单片机完成，用软件取代复杂的硬件电路。如果仅靠软件和低档单片机无法满足信息处理的要求，首先应该考虑选功能更强大的单片机。但有时单靠一个单片机实在不可能满足系统需要的功能，例如：一个数据采集系统需要大量的RAM空间存放数据；一个密码锁系统需要有一定的EEPROM空间存放数据以保证断电后系统仍然能记忆一些信息；一个多媒体控制系统需要有多个单片机分别处理声音、图像和人机对话的控制信号才能满足其实时控制要求等等。对这样的系统进行设计时，不可避免地要利用单片机的I／O端口进行功能扩展，才能完成复杂的信息处理工作。特别是利用MCS一51系列中的8031单片机设计的系统（8031在过去设计的单片机系统中是最常用的单片机芯片），由于其内部没有程序存储器，必须利用I／O端口扩展出程序空间。

DCS系统通常是由信号控制，软件控制，硬件设备构成，通过采取有机控制模式进行离散环境的集中监管，从而对生产流程进行全面优化。在此过程中，电路系统和相关硬件均能够实现全面控制，从而使多变量得到进一步优化，在某种情况下，单回路控制是DCS控制系统中不可或缺的一部分。DCS控制系统应用过程中，在一定程度上改进信号传输形式，使用二进制数字信号代替传统的电子模型信号，在实现信号传输过程中，具有较为明显的优势。不仅能够更为有效的抵抗外界干扰。同时也在很大程度上提升信号传输精准度和传输质量，大大降低信号传输误差，确保实现更为准确的信号传输。与此同时，DCS系统构架也随着传输信号的简洁化而简化，确保简化处理不必要线路及抗干扰器，大大提升DCS控制系统信号传输的可靠性和有效性。

三、联锁控制

对于联锁控制而言,其各项应用功能主要是控制系统自身进行实际运算的体现,从而使设备能够实现自动开启和关闭的功能。由于 DCS 自动系统的自动化程度不断提升,使得该系统在我国化工领域中得到了大范围的推广和应用,防止了人工操作容易出现的各种安全问题和操作上的失误。按照过程仪表的实际反馈内容,可以将自动控制系统中的数值进行调整,使其实现自动化操作。这样就可以应用于化工生产当中,从而实现无人化操作的连续生产。对于部分风险程度较高的生产车间而言,应用联锁控制能够避免人力操作引发的各项安全问题,确保化工生产作业的安全,促进企业经济效益和社会效益的提升。

四、结语

总而言之, 基于计算机技术发展起来的DCS 系统, 是由软件和硬件的共同配合来完成自动化生产控制功能的。将DCS系统用于化工生产领域,不仅能够有效实现对化工生产方式的过程控制, 还能够实现对传统化工生产中单纯靠人工形式进行的工作环节, 解放了劳动力, 提升了生产效率,确保化工生产的安全可靠性。在未来的化工领域发展中, 化工企业应该本着自身生产质量和产量的提升, 不断的对DCS 系统进行研究和使用推广,确保化工行业的总体发展稳定性。