DCS化工厂一体化智能控制系统

喻磊(武汉江汉化工设计有限公司，湖北 武汉 430000)

0 引言

DCS系统就是所谓的分散控制系统。它的特点有很多，包括系统控制的方案较为复杂、网络复杂，点数多，且对稳定性要求较高等。从其便捷度来讲，智能控制系统能够给人提供更大的便捷，并且其通用性也很高。从其拓展能力来看，智能控制系统的拓展能力也较强，因此分散控制系统被运用到实际的化工厂中的这种做法，将带动化工业的整体发展，对未来化工业的发展具有促进作用。

1 智能控制系统的结构和理论

智能控制系统对于精确度方面要求较高，因此，一个非常精准的模型是其执行时所必须具备的，只有在有了一个精准的模型之后，智能控制系统的高精确度的要求才能得到保证。智能控制系统的工作内容也是非常复杂的，包括全面检测系统信息，同时处理及获得信息等工作，而且在遇到相对难以处理的历程时，也运用智能控制系统处理。智能控制系统的核心是协调，其协调级的主要作用是协调不同执行级之间的互动情况。协调级虽然对模型的准确性要求不高，但是协调级要具备学习能力。一定程度的学习能力是协调级必不可少的要求。因此协调级能够将环境中的各种性能和优点进行较好控制，并且协调级也可以对上一级发来的指令和语言符号等进行更好的接受和获取，其组织能力也较为具体。而组织级则起到一个中介的作用，比如操作员发来口令，则组织级就能将操作人员发来的口令翻译成一种能够被识别的机器语言。虽然完成的是较为低级操作的任务，但其在智能控制系统中所发挥的作用是不可或缺的。

如果没有组织及对操作人员发来的命令进行翻译，那么智能控制系统将不能获得操作人员对其发出的命令，那么对于控制系统来说，将无法接收到命令，也无法展开相应的工作。每个级的识别功能也是不同的，站在执行级的角度来看，其识别功能能够观测到系统中数据发生的变化，并且能够将有问题的数据截取出来。协调级的识别功能才能够对执行级发生的改变来进行分析与整理，其中包括分析整理，执行及所发出的测量数据。协调级具有将执行级发生数据改变进行整理的功能。组织级是负责解释和翻译，将上级发来的指令进行翻译[1-3]。

2 DCS控制系统在化工厂中的应用

2.1 对象

次磷酸钠这种材料，是次磷酸即HPA装置中主装置所采用的原料。次磷酸钠，在其生产过程时的流程也较为复杂，在其生产时只有通过化学的离子交换才能实现。

2.2 方案

将DCS系统运用到化工厂中，通过该装置所采用的控制系统，企业成本得到节约，生产效率也得到提高，该系统使得产品的质量更好，而且生产效率更高，污染更少，消耗相对较低，大大节约了原材料的使用。

该系统通过使用计算机，利用其先进的控制系统算法，进行全程监控控制，这种将现代技术融合到化工厂的做法使得生产过程能够完全掌控，还能够最大化的提高生产率，生产产量得到提高，并且能够应对突发事件。该系统集齐了各种工具，比如：DMS、CRM等以及实时的信息传输等工具。这些工具使得多个系统之间能够相互配合，密切合作。这种合作使得信息流在各个系统之间能够无缝的传递，对于实现智能化数字化的化工厂来说，信息流能够在各种系统之间无缝的传接这种做法对其奠定了坚实基础。其次，还有一系列的控制，对实现智能化和数字化的化工厂来说也是非常有益的。比如逻辑顺序和智能系统反馈的控制，还有一些其他复杂的运算与算法等也是对奠定智能化化工厂，有着比较重要的好处。这证明在实际的应用过程中，智能控制系统能够很好地完成人们的要求，并且达到生产产品的质量要求。由此可见，智能控制系统对于化工厂来说，起到了重大的推动作用。

2.3 功能及特点

DCS控制系统的组成包括2台服务器、1台工程师站、6台操作员站、1台报表打印机和1台UPS不间断电源。这套系统也有着比较详细的权限管理，它分区域和分级来进行管理。在其不同的站位点上，也有着不同的操作权限，这样做使得系统更加的安全。每个操作站的工作实际很简单，操作每个站点指定区域的设备即可。系统需要完成操作员发布的命令，比如启停设备等命令时，系统要能够接受并且完成。为了达到对系统维护时的安全性，工程师如果要对机器进行操作，只有被指定的人员将系统的权限设置成工程师所有的权限后，工程师才能对机器进行操作，这样做不仅使得各部分人员分工明确，而且能够在进行系统维护时，提高安全性。该系统对工厂的生产状况也做了比较详细的策划，制定了数字化交接班的系统，能够实现实时对生产状态进行数据的采集，避免了交接班信息时的不流畅的情况，而且能够避免造成生产损失，极大方便了工作人员在进行生产时的工作。动态监控是本系统的一个突出特色，操作台上也可以监督操作过程，而且能够自动修正参数。对于极其复杂的闭环控制，这样的操作是存在于系统的软件组态里，而且在该系统的软件主菜里还能够对各种流程的画面进行动态的监督及显现，同时也能够进行检测对比。

3 DCS控制系统在应用中的常见故障及应对措施

3.1 常见故障

3.1.1 硬件故障

硬件故障是我们在进行过程控制时常见的一种故障，这种故障的产生大部分都是因为控制系统模块所造成的，尤其是在输入输出的模块所出现的故障有极大可能会引起硬件故障。这种损害也是比较常见的，比如某些参数，会发生变化。同时，指令也不能够被很好的完成。这些情况有很大可能是使用机器的时间过长，或者操作人员操作的方法不当所造成的。同时模块的寿命长短也会受到环境的影响，环境中的湿度和温度都对模块的寿命有着比较大的影响。因此，工作人员如果对化工厂进行安装机器，必须要按照机器所在的环境标准，进行严格的操作。

3.1.2 软件故障

软件故障大多是由于自身缺点导致的，这类故障大多发生在调试阶段，大多是因为设定程序过于复杂，并且工作量庞大，所以软件出现故障这种情况也是比较常见的。因此，操作人员在进行软件调试这个阶段，必须要认真仔细，如果在进行调试软件时发现任何软件问题，都必须向DCS调试员进行反应，同时积极配合DCS调试员一起解决软件故障。如果能够顺利通过调试阶段，系统转入正常运行的轨道，在以后的使用时间里也极可能很少出现软件故障这种情况。

3.1.3 人为故障

除了系统会发生的硬件故障以及软件故障等，还有一个比较常见的故障就是人为故障。人为故障也是有着很大的不确定性的，人为导致的故障可能是多种多样的，有可能是操作失误所导致的，有可能是专业能力不够所导致的，还有可能是监管没有很好的进行，或者是管理不够严格导致人员的疏忽等原因所产生的。这就使得工作人员不仅要在工作的时候，以更高的标准来要求要求自己，同时也必须具备一定的系统管理能力，这样才能够减少人为故障，使操作过程更加有保障。

3.2 应对措施

3.2.1 DCS系统运行与管理

对计算机进行日常的检查和巡视就是对智能控制系统进行的管理，如果我们要达到理想中的状态，那就必须每天都要进行检查各种软件，同时也要加强对软件的控制与管理。在查看软件的过程时，也必须要注意到硬件的状况。只有这样，才能达到万无一失的效果。因此在日常的巡视和检查中，我们必须要注意检查的内容、时间以及周期，必须对这些内容进行一个详细记录。因此这就要求在工作过程中，工作人员必须对某些操作细节进行记录和关注，已实现工作过程实的效率和安全性问题，并且确保系统能够正常运行。

3.2.2 DCS系统抗干扰措施

为了防止磁场对于DCS系统所产生的干扰，我们可以在中央控制室里钉上一层钢丝网，为了能够达到与电气保护接地系统相连接的目的。

4 结语

总而言之，化工厂发展的趋势是越来越智能化、数字化。因此，对智能化工厂的发展，这种潮流是必然的，并且是不可逆转的。智能化工厂不仅能够实现便捷化的处理工作，而且能够较好地达到安全性更高，效率更好，产量更高的目的，因此智能化工厂这种趋势，是必然的。