DCS系統在天然氣儀表領域中的應用特征分析

秦瓊

摘 要 文章首先就DCS系統的概念以及結構做出了必要的說明和分析，而后進一步針對其工作特征和發展狀態進行了討論。

關鍵詞 DCS；天然氣；儀表；應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0085-01

天然氣從開采、加工一直到流通和消費的整個過程中，儀表都占據著至關重要的地位。儀表工作的正常與否，以及儀表能否在第一時間將讀取到的相關數據傳達給相應的控制系統，對于整個天然氣生命周期中的各個領域而言都有著至關重要的價值和作用。

1 DCS系統的概念以及結構

分布式控制系統（DCS，Distributed Control System），又稱為集散控制系統，是繼集中式控制系統之后進一步發展和演變而成的控制體系。分布式控制系統從本質上看是一個由過程控制層和過程監控層組成的以通信網絡為核心傳輸紐帶的多級計算機系統，在整個DCS體系中綜合了計算機、通信、顯示和控制等技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

在石油天然氣的生產和加工領域中，每一個環節都涉及到儀表的參與。儀表的示值準確程度，直接關系到天然氣生產領域中的安全水平以及其流通過程中的利潤問題。與此同時，由于天然氣生產和流通過程中，尤其是生產過程中的工作環境通常較為惡劣，環境的溫濕度以及空氣中的諸多成分都可能并不適宜工作人員現場實施動作，因此對于儀表的讀值通常采用遠距離傳輸。而在天然氣領域中，由于每個工作環節都會涉及到諸多方面的儀表參數讀取，因此對于工作狀態和穩定程度的判斷以及控制工作，只能在將儀表讀數進行收集的基礎上才能展開。而DCS的價值，則在于當獲取到一定范圍內的儀表讀數的時候，針對其讀數狀態展開分析，并且及時作出反應并且給出分析報告。從結構角度看，DCS系統在石油天然氣的生產領域中，通常通過局域網來實現對于諸多儀表體系和相關群落以及操作站之間的通信。其總體結構參見圖1。

圖1 天然氣環境中儀表DCS系統結構示意圖

每一個儀表集群都通過當地的I/O接口與DCS控制器保持聯系，控制器負責對相關儀表數據作出最初的判斷，并且將相關數據經由網絡傳達給上層操作站。參與控制整個天然氣生產系統的工作人員通過操作站讀取到相應的基本數據以及控制器做出的必要動作，其中包括必要的數據分析匯總。與此同時，操作站還負責提供相應的輸出以及控制接口和手柄給相關工作人員，確保控制工作得以順利展開。

2 DCS系統的特征以及發展分析

對于DCS系統而言，在天然氣工作環境中存在其自身的生命周期和發展規律，這個生命周期與天然氣工作環境中的其他技術應當能夠保持一定的兼容并且能夠實現互相推進發展。想要實現如此目標，DCS系統應當具備安全、開放兩個方面的重點屬性。在安全方面，必須認識到對于DCS系統以及整個天然氣生產甚至是加工工作環節而言，數據的安全性以及可靠性直接關系到DCS工作的有效展開，更加進一步關系到系統對于儀表體系的控制效果以及相關工作人員對于整個天然氣生產系統的控制有效性。針對安全方面的需求，DCS通常對于相應的設備首先從硬件角度實現冗余，在某些特定場合甚至實現1：1冗余確保相關數據安全。除此以外，DCS系統通常還會從用戶角度確保數據安全，常見的做法是為不同的使用人員設定不同的權限，確保將誤操作比例等問題的發生降至最低。而對于開放性而言，DCS作為天然氣儀表體系環境中相對高層的控制系統，需要對其下包括可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）等相應控制設備在內的諸多組件實現兼容，并進一步構成對儀表等天然氣生產組件更為完備的控制體系。此外，一個兼容性良好的DCS系統還應當對未來發展保持兼容，為未來的發展預留出一定的軟硬件接口，確保其在發展過程中表現出良好的適應特征。從發展角度看，DCS在發展的過程中還會呈現出極強的數據特征，以數據挖掘和數據引擎作為核心的人工智能思想會逐步在DCS系統中得到重視。這些技術能夠幫助計算機更好地“理解”采集到的儀表數據，以便于根據這些數據作出更為人性化的合理判斷和相應決策。與此同時，此類技術在DCS系統中得到更為深入的應用，也意味著人們能夠從數據中發現更多潛在的問題，并且及時加以改進，更為重要的是能夠幫助工作人員發現對現存工作流程中可能存在的問題和不足，因此也會成為改善天然氣工作的重要依據和手柄。

3 結論

當前天然氣工作環境中，DCS系統的作用和價值已經毋庸置疑，其不斷成熟，必然會成為推動我國天然氣工業發展的重要力量，對于保持天然氣領域中各個儀表簇的健康水平同樣意義重大。鑒于此，在對待DCS的發展過程中，應當認真觀察數據，發現存在于工作細節中的問題和不足，在確保DCS系統充分發揮作用的基礎之上，進一步對其自身展開不斷改善，推動我國天然氣工業的進步。

參考文獻

[1]黃春芳.油氣管道儀表與自動化[M].北京：中國石化出版社，2009.

[2]余袁園，營萬軍，吳瓊，于龍.天然氣計量監控管理系統改造設計及實現[J].工業計量，2005（S1）.endprint

摘 要 文章首先就DCS系統的概念以及結構做出了必要的說明和分析，而后進一步針對其工作特征和發展狀態進行了討論。

關鍵詞 DCS；天然氣；儀表；應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0085-01

天然氣從開采、加工一直到流通和消費的整個過程中，儀表都占據著至關重要的地位。儀表工作的正常與否，以及儀表能否在第一時間將讀取到的相關數據傳達給相應的控制系統，對于整個天然氣生命周期中的各個領域而言都有著至關重要的價值和作用。

1 DCS系統的概念以及結構

分布式控制系統（DCS，Distributed Control System），又稱為集散控制系統，是繼集中式控制系統之后進一步發展和演變而成的控制體系。分布式控制系統從本質上看是一個由過程控制層和過程監控層組成的以通信網絡為核心傳輸紐帶的多級計算機系統，在整個DCS體系中綜合了計算機、通信、顯示和控制等技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

在石油天然氣的生產和加工領域中，每一個環節都涉及到儀表的參與。儀表的示值準確程度，直接關系到天然氣生產領域中的安全水平以及其流通過程中的利潤問題。與此同時，由于天然氣生產和流通過程中，尤其是生產過程中的工作環境通常較為惡劣，環境的溫濕度以及空氣中的諸多成分都可能并不適宜工作人員現場實施動作，因此對于儀表的讀值通常采用遠距離傳輸。而在天然氣領域中，由于每個工作環節都會涉及到諸多方面的儀表參數讀取，因此對于工作狀態和穩定程度的判斷以及控制工作，只能在將儀表讀數進行收集的基礎上才能展開。而DCS的價值，則在于當獲取到一定范圍內的儀表讀數的時候，針對其讀數狀態展開分析，并且及時作出反應并且給出分析報告。從結構角度看，DCS系統在石油天然氣的生產領域中，通常通過局域網來實現對于諸多儀表體系和相關群落以及操作站之間的通信。其總體結構參見圖1。

圖1 天然氣環境中儀表DCS系統結構示意圖

每一個儀表集群都通過當地的I/O接口與DCS控制器保持聯系，控制器負責對相關儀表數據作出最初的判斷，并且將相關數據經由網絡傳達給上層操作站。參與控制整個天然氣生產系統的工作人員通過操作站讀取到相應的基本數據以及控制器做出的必要動作，其中包括必要的數據分析匯總。與此同時，操作站還負責提供相應的輸出以及控制接口和手柄給相關工作人員，確保控制工作得以順利展開。

2 DCS系統的特征以及發展分析

對于DCS系統而言，在天然氣工作環境中存在其自身的生命周期和發展規律，這個生命周期與天然氣工作環境中的其他技術應當能夠保持一定的兼容并且能夠實現互相推進發展。想要實現如此目標，DCS系統應當具備安全、開放兩個方面的重點屬性。在安全方面，必須認識到對于DCS系統以及整個天然氣生產甚至是加工工作環節而言，數據的安全性以及可靠性直接關系到DCS工作的有效展開，更加進一步關系到系統對于儀表體系的控制效果以及相關工作人員對于整個天然氣生產系統的控制有效性。針對安全方面的需求，DCS通常對于相應的設備首先從硬件角度實現冗余，在某些特定場合甚至實現1：1冗余確保相關數據安全。除此以外，DCS系統通常還會從用戶角度確保數據安全，常見的做法是為不同的使用人員設定不同的權限，確保將誤操作比例等問題的發生降至最低。而對于開放性而言，DCS作為天然氣儀表體系環境中相對高層的控制系統，需要對其下包括可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）等相應控制設備在內的諸多組件實現兼容，并進一步構成對儀表等天然氣生產組件更為完備的控制體系。此外，一個兼容性良好的DCS系統還應當對未來發展保持兼容，為未來的發展預留出一定的軟硬件接口，確保其在發展過程中表現出良好的適應特征。從發展角度看，DCS在發展的過程中還會呈現出極強的數據特征，以數據挖掘和數據引擎作為核心的人工智能思想會逐步在DCS系統中得到重視。這些技術能夠幫助計算機更好地“理解”采集到的儀表數據，以便于根據這些數據作出更為人性化的合理判斷和相應決策。與此同時，此類技術在DCS系統中得到更為深入的應用，也意味著人們能夠從數據中發現更多潛在的問題，并且及時加以改進，更為重要的是能夠幫助工作人員發現對現存工作流程中可能存在的問題和不足，因此也會成為改善天然氣工作的重要依據和手柄。

3 結論

當前天然氣工作環境中，DCS系統的作用和價值已經毋庸置疑，其不斷成熟，必然會成為推動我國天然氣工業發展的重要力量，對于保持天然氣領域中各個儀表簇的健康水平同樣意義重大。鑒于此，在對待DCS的發展過程中，應當認真觀察數據，發現存在于工作細節中的問題和不足，在確保DCS系統充分發揮作用的基礎之上，進一步對其自身展開不斷改善，推動我國天然氣工業的進步。

參考文獻

[1]黃春芳.油氣管道儀表與自動化[M].北京：中國石化出版社，2009.

[2]余袁園，營萬軍，吳瓊，于龍.天然氣計量監控管理系統改造設計及實現[J].工業計量，2005（S1）.endprint

摘 要 文章首先就DCS系統的概念以及結構做出了必要的說明和分析，而后進一步針對其工作特征和發展狀態進行了討論。

關鍵詞 DCS；天然氣；儀表；應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0085-01

天然氣從開采、加工一直到流通和消費的整個過程中，儀表都占據著至關重要的地位。儀表工作的正常與否，以及儀表能否在第一時間將讀取到的相關數據傳達給相應的控制系統，對于整個天然氣生命周期中的各個領域而言都有著至關重要的價值和作用。

1 DCS系統的概念以及結構

分布式控制系統（DCS，Distributed Control System），又稱為集散控制系統，是繼集中式控制系統之后進一步發展和演變而成的控制體系。分布式控制系統從本質上看是一個由過程控制層和過程監控層組成的以通信網絡為核心傳輸紐帶的多級計算機系統，在整個DCS體系中綜合了計算機、通信、顯示和控制等技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。

在石油天然氣的生產和加工領域中，每一個環節都涉及到儀表的參與。儀表的示值準確程度，直接關系到天然氣生產領域中的安全水平以及其流通過程中的利潤問題。與此同時，由于天然氣生產和流通過程中，尤其是生產過程中的工作環境通常較為惡劣，環境的溫濕度以及空氣中的諸多成分都可能并不適宜工作人員現場實施動作，因此對于儀表的讀值通常采用遠距離傳輸。而在天然氣領域中，由于每個工作環節都會涉及到諸多方面的儀表參數讀取，因此對于工作狀態和穩定程度的判斷以及控制工作，只能在將儀表讀數進行收集的基礎上才能展開。而DCS的價值，則在于當獲取到一定范圍內的儀表讀數的時候，針對其讀數狀態展開分析，并且及時作出反應并且給出分析報告。從結構角度看，DCS系統在石油天然氣的生產領域中，通常通過局域網來實現對于諸多儀表體系和相關群落以及操作站之間的通信。其總體結構參見圖1。

圖1 天然氣環境中儀表DCS系統結構示意圖

每一個儀表集群都通過當地的I/O接口與DCS控制器保持聯系，控制器負責對相關儀表數據作出最初的判斷，并且將相關數據經由網絡傳達給上層操作站。參與控制整個天然氣生產系統的工作人員通過操作站讀取到相應的基本數據以及控制器做出的必要動作，其中包括必要的數據分析匯總。與此同時，操作站還負責提供相應的輸出以及控制接口和手柄給相關工作人員，確?？刂乒ぷ鞯靡皂樌归_。

2 DCS系統的特征以及發展分析

對于DCS系統而言，在天然氣工作環境中存在其自身的生命周期和發展規律，這個生命周期與天然氣工作環境中的其他技術應當能夠保持一定的兼容并且能夠實現互相推進發展。想要實現如此目標，DCS系統應當具備安全、開放兩個方面的重點屬性。在安全方面，必須認識到對于DCS系統以及整個天然氣生產甚至是加工工作環節而言，數據的安全性以及可靠性直接關系到DCS工作的有效展開，更加進一步關系到系統對于儀表體系的控制效果以及相關工作人員對于整個天然氣生產系統的控制有效性。針對安全方面的需求，DCS通常對于相應的設備首先從硬件角度實現冗余，在某些特定場合甚至實現1：1冗余確保相關數據安全。除此以外，DCS系統通常還會從用戶角度確保數據安全，常見的做法是為不同的使用人員設定不同的權限，確保將誤操作比例等問題的發生降至最低。而對于開放性而言，DCS作為天然氣儀表體系環境中相對高層的控制系統，需要對其下包括可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）等相應控制設備在內的諸多組件實現兼容，并進一步構成對儀表等天然氣生產組件更為完備的控制體系。此外，一個兼容性良好的DCS系統還應當對未來發展保持兼容，為未來的發展預留出一定的軟硬件接口，確保其在發展過程中表現出良好的適應特征。從發展角度看，DCS在發展的過程中還會呈現出極強的數據特征，以數據挖掘和數據引擎作為核心的人工智能思想會逐步在DCS系統中得到重視。這些技術能夠幫助計算機更好地“理解”采集到的儀表數據，以便于根據這些數據作出更為人性化的合理判斷和相應決策。與此同時，此類技術在DCS系統中得到更為深入的應用，也意味著人們能夠從數據中發現更多潛在的問題，并且及時加以改進，更為重要的是能夠幫助工作人員發現對現存工作流程中可能存在的問題和不足，因此也會成為改善天然氣工作的重要依據和手柄。

3 結論

當前天然氣工作環境中，DCS系統的作用和價值已經毋庸置疑，其不斷成熟，必然會成為推動我國天然氣工業發展的重要力量，對于保持天然氣領域中各個儀表簇的健康水平同樣意義重大。鑒于此，在對待DCS的發展過程中，應當認真觀察數據，發現存在于工作細節中的問題和不足，在確保DCS系統充分發揮作用的基礎之上，進一步對其自身展開不斷改善，推動我國天然氣工業的進步。

參考文獻

[1]黃春芳.油氣管道儀表與自動化[M].北京：中國石化出版社，2009.

[2]余袁園，營萬軍，吳瓊，于龍.天然氣計量監控管理系統改造設計及實現[J].工業計量，2005（S1）.endprint