DCS系统设计及先进控制在DCS系统中应用

DCS系统设计及先进控制在DCS系统中应用

刘建涛

杭州和利时自动化有限公司    浙江省  杭州市  310018

摘要：随着科技的不断发展，信息技术的进步，互联网在当前空前发展。本文主要对DCS系统设计与先进控制在DCS系统中的应用展开相应的分析，主要将某一石油公司的天然气净化作为标准，对DCS系统的设计过程尽心阐述，旨在明确先进控制技术在DCS系统中应用的重要意义，明确其特点所在以及发展等，对在DCS系统中应用先进控制技术进行相应的诠释，从而为日后的研究提供一定的资料参考。

        关键词：DCS系统；控制系统；DCS系统设计

  一、DCS系统结构的分析

        当前在现场控制站实际应用中可以对计算机进行独立的检测与控制，提高整个测控的技术水平[1]。现场控制站包括机械电源等重要基础，通过设置多层连接架，保证对电源和模件全面安装在外边包裹金属材质上，提高电气连接的整体控制效果，而且具有良好的电磁屏蔽性能，为电子设备的稳定运行提供非常安全的环境。在DCS系统结构设计中，要想确保电磁屏蔽效果，避免对操作人员造成生命威胁，需要重点加强对现场控制柜的接地设置，要尽量降低电阻值。目前大多数机柜都需要安装风扇装置，确保机柜内部的温度满足设备运行需要。还要运用风扇来促进机柜内部与外界空气之间的交互，减少灰尘的产生。如果外界环境过冷或过热，封闭式机柜内部都要设置空调装置，确保柜内温度平衡，在控制站设置中如果处于异常工作状态，应该对交流供电系统进行高效稳定运行，确保现场控制站，交流电源更加稳定，同时使用双向电源，保证控制站提供充足电源。在现场控制站内原则上是不能设置大功率设备，如果实在无法避免，要加强对隔离变压器的隔离设计，并在初/次级线圈之间添加接地用来消除其形成的共模干扰。

        还应该利用UPS电源保证不间断供电，而在计算机控制下输入输出端口的种类也更加多样，要想确保交流供电系统稳定运行，需要提高现场控制站交流电源的稳定性和可靠性[2]。

二、在DCS系统中应用先进控制技术分析

         2.1应用先进技术进行控制的意义分析

        目前我国经济的发展主要为DCS系统发展，并且该系统为我国经济的发展提供了一定的发展平台。优化先进控制技术能够为企业的经济发展创造良好的条件，为企业的市场发展提供相应的竞争力。在现代控制技术发展中，现代控制技术理论与人工智能的应用已经给先进技术的发展创造了条件。实际上，先进控制技术和常规PID控制之间存在着一定的差异，先进控制技术不仅可以获得较大的利润，并且有相应的控制策略做支撑，算法控制方式的形式也比较多。但是，由于受外界环境的影响，外界环境一旦发生变化，会给参数的精准性带来消极的影响，甚至会导致发生一些突变，如果工业系统的变化速度比较快，那么会背离预算。因此，较为常规的控制技术根本无法有效的处理那些复杂的工业系统，只有选用先进控制技术才能够对整个工业过程进行有效的控制。众所周知，应用先进的控制技术能够给企业的发展带来较大的经济利益，一些相关资料表明，很多石油工业化企业当中，通过先进技术的运用，其经济效益不断增长，并且所投入的成本也比较低，为企业的发展带来丰厚的利润。

        2.2对先进控制技术的特点分析

        进控制技术与传统控制技术有很大的差异。首先，在控制策略方面，先进控制技术主要有两种控制策略，分别是拥有模型的控制策略和知识控制策略。所谓的模型控制主要应用于生物识别和软测量等方面。知识控制则主要应用于智能控制等方面。这两种控制策略都是现今控制技术未来发展的主要方向。先进控制技术的应用能够解决传统控制技术下常见的问题，使控制策略能够更好的应对多变的工业环境。在传统的控制技术下，经常会出现不确定性、非线性、多变量耦合等问题。而一些工业环境下的模型只有在先进控制模式下才能有效的发挥出其功能和作用。先进控制技术具有较强的灵活性和环境适应性，能够与各种控制条件和参数有效的协调和配合，更好的发挥动态生成过程的特点和要求，强化了控制的效果。

        2.3先进控制发展

        很多相变、生化、化学等反应过程，都会出现在工业生产过程当中，对能量、物质等进行转化和传递，因此工业生产过程实际上是较为复杂的。同时，工业生产中，具有非线性、信息部完整性、不确定性等特点，因而都会给先进控制的应用造成限制。在工业生产中，这些因素都具有非常重要的意义，能够对产品的质量产生直接的影响，并且造成该笔那能量消耗、生产含速率等技术指标。在连续化、大型化的工业生产转变中，工业生产的实时性、整体性会得到不断的完善，因此，在DCS系统当中，为了实现工业生产的优化以及系统的协调，在装置复杂等问题的解决当中，对DCS先进控制进行应用，能够取得十分良好的效果。在过程控制当中，一个对象通过对PID控制规律单项输出的应用，实现简单反馈控制，并在控制中以经典理论为基础。在各类工业生产流程中，传统PID控制都得到了广泛的应用。而在现代化的工业生产中，DCS系统的应用也不断扩大，但同样不能忽略现有的PID控制。因此，可以利用PID控制维护工业过程的操作和运行稳定性[5]。在这种方式之下，能够很容易接受和理解简单的操作方式。在科技进一步发展的前提下，能够更加完善控制技术的应用和结构，从而实现DCS先进控制更好的应用。

        结束语

        综上所述，在DCS系统中应用先进控制技术可以有效的提高系统运行的安全性和稳定性。当在工业生产过程中出现无法直接测量的参数时，可以选用观测器和估计器进行间接的测量，但是这一过程十分复杂，必须采用先进控制技术才能确保系统的合理有效运行。

        参考文献

        [1]张德江，和红梅，孙晓晖.先进控制技术在DCS控制系统中的应用[J].长春工业大学学报（自然科学版），2008年第04期.

        [2]王荣丽，赵祖明.DCS系统的设备报警服务器的设计与实现[J].可编程控制器与工厂自动化，2014年02期.

        [3]李东光，唐丽洁.分布式集散控制系统（DCS）的应用研究[J].中国新技术新产品，2011年