化工生产中DCS控制系统的应用冯立静

化工生产中DCS控制系统的应用冯立静

冯立静

新疆美克化工股份有限公司新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州841000

摘要：近年来，随着我国社会的进步和科学技术的快速发展，特别是在计算机技术的创新和普及应用趋势下，将DCS与计算机技术深度融合成为社会发展的必然选择，有助于国家化工领域行业的改革发展。DCS控制系统的组成主要包括网络结构和体系结构两部分，本文结合对DCS控制系统功能的细致分析，就化工生产中DCS控制系统的应用展开了探讨研究，希望能够为化工生产行业的现代化发展贡献一份力量。

关键词：DCS控制系统；功能；化学生产；应用

目前，调查统计显示我国很多化工企业的生产中推进了DCS控制系统的应用实践，达到了减少企业花费成本，创收企业更多生产价值的积极效果，给企业带来可观的利润空间，促使市场中的化工企业逐渐构建良性竞争风气，在调动了企业核心竞争力同时，也在系统自动化的应用助力下，提升了行业的整体生产效益和经济效益，DCS控制系统的应用价值正在被越来越多化工领域人士多关注并引起重视，成为新时期背景下化工企业快速发展的主要途径和必由之路。由此可见，探讨化工生产中DCS控制系统的应用具有重要的现实意义。

一、DCS控制系统的主要功能

（一）调整参数功能

这一功能的实现对系统操作员有很高要求，需要熟悉设备运行的各种参数数据，并且掌握其正常值的区间范围，对比分析操作站所显示出来的压力参数、温度参数、液位参数等各类数据，及时发现参数数据的异常变化情况，第一时间采取有效正确的措施加以调整处理，保证系统得以正常运行，企业生产得以有序开展。

（二）实时显示功能

这一功能的实现需要系统操作员实现将各个控制点合理布置在现场，通过构建系统内的O/I服务模式，将生产现场所布控的所有控制点数据以及各种信息采集到系统内，实时显示到系统显示设备中，便于操作员了解生产情况，实时显示的内容主要体现在数据、声音、流程画面、单回路控制画面等，通过这些数据的显示，能够将系统和生产变化问题实时反映出来，向操作员直观、便捷的呈现系统实时运行情况[1]。

（三）监督状态功能

目前化工企业中所运用的DCS控制系统功能越来越全面，其中操作历史记录、查阅历史参数和处理报警信息等方面的功能，形成了强有力的系统建筑状态功能模式。系统管理员可以在系统运行下了解操作人员进行的各种活动，通过相应的监督管理避免操作遗漏、操作失误的情况发生。一旦企业生产中的一个环节发生异常或者错误问题，便能够通过DCS控制系统的上述功能，对操作员开展的一些列基本活动进行查看，全面对比分析实时数据和历史数据，便于更快的将故障原因排查出来，尽早采取有效对策加以处理解决，最大限度控制故障造成的影响，避免进一步增加损失。此外，这一功能还能够为企业各个环节的故障预防措施制定，提供可靠依据，减少重复出现类似故障的几率，达到全程监督设备运行的成效。

（四）故障报警机制

近年来，随着化工企业业务规模、生产任务的不断增大，也埋下了各种各样的故障隐患，一旦没有关注到隐患及时发现和报警处理，将会很同意造成停产、无法完成生产任务的危机情况，严重下甚至会造成企业的资金链断裂而倒闭[2]。应用DCS控制系统能够通过其良好的故障报警机制，控制设备开关量、各种运行信息等，及时发现异常问题和隐患问题，自动开启报警功能，向操作员或者管理员提供具体的报警时间、故障定位、报警点信息，达到防患于未然的运行目的。

例如，正常运行状态下搅拌机在DCS控制系统中的操作界面颜色会显示为绿色，如果存在隐患或者故障，则颜色会变为红色，同时伴有报警语言提示以及灯光闪烁提示，系统操作员参照具体显示的信息，立即组织开展故障排除工作，可更快、更针对性的解决故障问题。

二、化工生产中DCS控制系统的具体应用分析

（一）控制液位串级的具体应用

操作员在控制前塔液位和后塔液位平温度过程中，就需要运用串级均匀控制系统实现控制目的。液位控制的输出值与控制器给定值相一致，由于系统内存在副回路，所以能够对塔内压力引起的流量变化以及排除端压力引起的流量变化起到有效抵制作用，令整个系统可以更加稳定运行。一方面能够实现人力资源投入的降低，另一方面也能够减少由于系统过大波动引起的各种损失[3]。

（二）进行连锁控制

这一应用的操作原理在于对作业设施利用电脑自动运算加以保护，达到连锁控制的目的。简答来说就是系统运行一旦具备了连锁条件，则可以自动完成电动设备动作、电磁阀动作、打开调节阀动作等一些列动作的执行，执行过程均是在基于计算机系统软件组态的前提下开展，其优势在于较高的精准性、可靠性和关联性，能够获取更强的事故记忆、智能化、逻辑判断效果，基本上可以替代操作人员自动处理各种突发事故，并且及时结合系统情况执行许多操作。

具体的运行过程是，当系统设定的下限值高于液位时，DCS控制系统则会形成控制开关的启动信号，接着电动机随后自行进入运行状态中[4]。而设定上限低于液位时，DCS控制系统则会形成开关切断的信号，接着电动机将自动停止运行。值得注意的是，操作员也可采取手动使用DCS控制系统发出开关启动或者停止信号的功能。

（三）控制反应器反应温度的具体应用

反应器是整个化工生产中非常关键的部分，能够有效控制反应器，直接关系着生产产品的质量高低和生产安全性，这就需要保证工艺参数温度合理、压力控制科学有效，才能够为企业生产运行创设良好条件。一旦没有将设备运行中产生的反应热及时移除出去。很容易由于持续升高反应温度，最终无法控制反应器，造成严重的损失。实际上进料系统、反应器和反应温度之间存在着密不可分的关联，因此，可将DCS控制系统中椭圆齿轮流量计、质量流量计和流量定质控制仪配合使用，全面控制三种反应物料的反应力流量问题，从而增强物料配比的合理性。

传统常规的温度控制方法存在诸多缺点，包括热传效果差、容量大、热效应高等，应用DCS控制系统进行温度控制，可以弥补传统控制方法的不足和漏洞问题，切实解决反应器反应慢的困境，摒弃提升控制温度的速度和准确性[5]。当反应器出现温度升高问题，通过利用系统自动执行反应温度程控投入功能，及时结合升温情况，尽快将反应温度控制在合理范围内。此应用具有可靠、节能、优质、稳定的作业凶过，提升了产品质量和作业工艺标准，达到了全自动控制反应温度的目的，科学调整了夹套蒸汽以及管道内循环水流量，可以为企业创收更多经济效益，值得加大普及推广力度。

结束语

综上所述，目前我国的化工企业发展前景非常好，生产规模呈现出不断扩大的发展态势，同时自动化水平愈加提高，有效运用先进的控制系统，能够更好的满足企业发展和社会进步需求，严密监控生产活动。现代化工企业要全面了解并掌握DCS控制系统的主要功能，将其应用到化工生产过程和管理工作的各个环节中，构建集中式管理模式，通过系统配套的网络体系和网络结构应用，全方位的实施监控生产过程，保证生产质量以及效率，及时发现生产中存在的设备故障隐患，加以科学处理，保证企业生产顺利进行。同时发挥出DCS控制系统的应用优势，减少操作人员、管理人员的劳动强度和工作量量，实现对企业综合实力和竞争优势的提高，为企业的可持续发展奠定稳定基础。

参考文献：

[1]张超.化工生产过程控制中无线通讯DCS系统的研究[J].山东工业技术，2018（20）：148.

[2]梁宇辰.DCS控制系统在化工自动化控制中的应用[J].中国科技投资，2019（14）：229.

[3]翟艳.化工DCS自动控制系统故障与维护探微[J].中国化工贸易，2018，10（33）：202.

[4]刘欢.DCS控制系统在煤化工企业生产中的应用及维护探究[J].科学与信息化，2019（4）：66，68.

[5]许喆.提高石油化工装置DCS控制系统运行周期方案探讨[J].科技创新与应用，2018（28）：121-123.