DCS 系統(tǒng)設(shè)計及先進控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

董瑞龍

（遼寧大唐國際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧　錦州　121017）

DCS 系統(tǒng)設(shè)計及先進控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

董瑞龍

（遼寧大唐國際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧錦州121017）

DCS控制系統(tǒng)作為一種十分有效的系統(tǒng)，正在逐漸得到廣泛的應(yīng)用。基于此，對DCS系統(tǒng)設(shè)計及先進控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了探討。

DCS系統(tǒng)設(shè)計；先進控制；DCS系統(tǒng)；應(yīng)用

引言

作為一種良好的分布式控制系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)集散控制的作用，其中綜合了顯示技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)等多種技術(shù)。技術(shù)人員對于控制層面和生產(chǎn)裝置，應(yīng)分別進行分散控制和集中管理。在系統(tǒng)當(dāng)中，通過規(guī)模擴大、功能增加、系統(tǒng)成型等，實現(xiàn)系統(tǒng)對數(shù)字控制功能的保留，使其在實際應(yīng)用中更好的發(fā)揮作用。系統(tǒng)的集散結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)信息的流動性等，都能夠得到保證。

1　DCS系統(tǒng)設(shè)計

1.1主控單元

在DCS系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，主控單元主要包括CPU、存儲器等部分。在DCS系統(tǒng)中，對高性能16位微處理器進行應(yīng)用。或?qū)?2為處理器和浮點預(yù)算協(xié)處理器進行應(yīng)用，同樣能夠降低工作周期，增強處理能力。在存儲器當(dāng)中，包括了RAM、ROM等部分。在計算機中，通過運行固定程序，能夠?qū)ぷ靼踩阅苓M行有效的保證。在DCS系統(tǒng)設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)復(fù)雜修復(fù)組態(tài)，從而提升系統(tǒng)運行的可靠性與方便性。

1.2現(xiàn)場控制站

利用計算機，現(xiàn)場控制站能夠?qū)刂啤z測等工作獨立完成。其中主要包括了機柜、電源、輸入通道、輸出通道等。在現(xiàn)場控制站的機柜結(jié)構(gòu)中，設(shè)有多層機架，用于安裝模件、電源等，用金屬材料包裹外部，在活動部分，進行相應(yīng)的電氣連接，在內(nèi)部電子設(shè)備中，通過電磁屏障提供服務(wù)［1］。在機柜設(shè)置中，應(yīng)當(dāng)進行良好的接地，保持4Ω以下的電阻，從而實現(xiàn)良好的電磁屏蔽效果。在電源供應(yīng)當(dāng)中，應(yīng)確保可靠、穩(wěn)定的控制站交流電源。在供電中，對雙向交流電源進行應(yīng)用。系統(tǒng)中的輸入和輸出通道采用I/O接口模式，可采用模擬量、脈沖量等模式。線路將生產(chǎn)過程中的物理量和化學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號向輸入通道輸送。脈沖信號主要出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)計、渦輪計量器、機械計算裝置等。

2　DCS系統(tǒng)先進控制

2.1先進控制意義

在DCS系統(tǒng)當(dāng)中，采用了先進的控制技術(shù)，對于企業(yè)經(jīng)濟效益的提升、競爭能力的增加等，都有著重要的意義。基于現(xiàn)代控制理論，運用人工智能技術(shù)，極大的推動了DCS系統(tǒng)先進控制在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用。在動態(tài)環(huán)境下，先進控制可對計算能力、數(shù)學(xué)原理等進行發(fā)揮。不同與傳統(tǒng)PID控制的是，DCS系統(tǒng)先進控制不單單是一種算法控制，還能提供相應(yīng)的控制策略［2］。在工業(yè)系統(tǒng)中，一旦受到某些因素的影響，參數(shù)準(zhǔn)確性也將受到影響，因而利用DCS系統(tǒng)先進控制，能夠更好地應(yīng)對這種影響，更加有效地進行工業(yè)過程控制。

2.2先進控制特點

不同于傳統(tǒng)PID控制模式，在先進控制模式下，可進行知識控制策略、模型控制策略等。其中，知識控制主要包括智能專家控制、模糊控制等；模型控制中包括軟測量技術(shù)、生物識別、預(yù)測控制等。在DCS系統(tǒng)先進控制當(dāng)中，這兩種控制模式都發(fā)揮著十分重要的作用。在工業(yè)環(huán)境中往往具有多變、復(fù)雜的特點，而利用先進控制技術(shù)，能夠?qū)ζ渲械亩嘧兞狂詈稀⒎蔷€性、不確定性等控制問題進行解決，同時兼顧到被控變量、控制變量之間的關(guān)系［3］。在工業(yè)環(huán)境下，先進控制能夠促使一些模型更好地發(fā)揮效果，提升協(xié)調(diào)、約束、適應(yīng)能力，從而更好的匹配工業(yè)生產(chǎn)和系統(tǒng)控制。同時，能夠反映出操作要求、動態(tài)生產(chǎn)過程的特點，對控制效果進行提升。

2.3先進控制發(fā)展

很多相變、生化、化學(xué)等反應(yīng)過程，都會出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，對能量、物質(zhì)等進行轉(zhuǎn)化和傳遞，因此工業(yè)生產(chǎn)過程實際上是較為復(fù)雜的。同時，工業(yè)生產(chǎn)中，具有非線性、信息部完整性、不確定性等特點，因而都會給先進控制的應(yīng)用造成限制［4］。在工業(yè)生產(chǎn)中，這些因素都具有非常重要的意義，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，并且造成該筆那能量消耗、生產(chǎn)含速率等技術(shù)指標(biāo)。在連續(xù)化、大型化的工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中，工業(yè)生產(chǎn)的實時性、整體性會得到不斷的完善，因此，在DCS系統(tǒng)當(dāng)中，為了實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化以及系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，在裝置復(fù)雜等問題的解決當(dāng)中，對DCS先進控制進行應(yīng)用，能夠取得十分良好的效果。在過程控制當(dāng)中，一個對象通過對PID控制規(guī)律單項輸出的應(yīng)用，實現(xiàn)簡單反饋控制，并在控制中以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)。在各類工業(yè)生產(chǎn)流程中，傳統(tǒng)PID控制都得到了廣泛的應(yīng)用。而在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用也不斷擴大，但同樣不能忽略現(xiàn)有的PID控制。因此，可以利用PID控制維護工業(yè)過程的操作和運行穩(wěn)定性［5］。在這種方式之下，能夠很容易接受和理解簡單的操作方式。在科技進一步發(fā)展的前提下，能夠更加完善控制技術(shù)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)DCS先進控制更好的應(yīng)用。

3　結(jié)語

在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域當(dāng)中，DCS系統(tǒng)是一個較為常用的系統(tǒng)，對于功業(yè)生產(chǎn)過程的控制有著十分重要的作用。而在DCS系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)計及先進控制的應(yīng)用，具有不可替代的意義和效果，對于DCS系統(tǒng)功能的發(fā)揮，也有著直接的影響。通過良好的系統(tǒng)設(shè)計和先進控制的有效應(yīng)用，能夠更好的確保工業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定，取得更為良好的效益。

［1］江天生.霍尼韋爾OneWireless工業(yè)無線方案:同DCS控制系統(tǒng)完全一體化、內(nèi)嵌、無縫式數(shù)據(jù)集成，支持應(yīng)用在過程控制領(lǐng)域［J］.自動化博覽，2010（4）:50-52；57.

［2］劉長遠，王振，王建軍，等.電站鍋爐先進控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用［J］.化工自動化及儀表，2012（9）:1136-1142.

［3］蘇紅剛.DCS控制技術(shù)在熱電廠機爐控制系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2016（2）:221-222.

［4］欒松鵬，高德欣，楊帆，等.基于DCS的蒸汽鍋爐優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2014（7）:59-61；66.

［5］白剛，賈新強.PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015（5）:78-79.

（編輯：苗運平）

Discussion on the Application of DCSSystem Design and Advanced Control in DCSSystem

Dong Ruilong
（Liaoning Datang International Jinzhou Thermal Power Co.，Ltd.，Jinzhou Liaoning 121017）

DCS control system，as a kind of very effective system，is gradually widely used.Based on this，the DCS system design and application ofadvanced control in the DCS system are discussed in this paper.

DCSsystem design；advanced control；DCSsystem；application

TM311

A

2095-0748（2016）11-0098-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.41

2016-04-22

董瑞龍（1988—），男，遼寧沈陽人，本科，助理工程師，研究方向：控制工程。

信息化