DCS控制系統及其工程應用探討

韓瑞雪（大慶金橋信息技術工程有限公司，黑龍江　大慶　163714）

DCS控制系統及其工程應用探討

韓瑞雪（大慶金橋信息技術工程有限公司，黑龍江大慶163714）

在我國的石化工程、電力工程中廣泛應用著DCS控制系統。由于DCS控制系統自身的結構形式可以分為集中自治和多層分級這兩種形式，就能夠在復雜的技術應用中顯著增強控制管理的工作效率，這一方面促進了機械設備的自動化發展，另一方面為我國建筑工程事業的發展提供了重要的技術保障，在經濟建設中加快了對先進科學技術的運用。

DCS控制系統；工程應用；原理

隨著社會經濟的快速發展，科學技術的不斷進步，目前在各項建筑施工工程中都逐漸開始實現數字化和自動化，在施工精度和準確度方面得到了顯著的提高。但是隨著不斷增加的智能化應用，在分散連接各種系統和硬件設備的同時，要實現集中控制，這樣有利于加強全面性的管理。而DCS控制系統就是通過建立工程師站和操作員站的方式，來實現集中控制，快速轉換檢測中心和生產操作中的各種信息數據，并通過監控畫面和故障報警的方式，來實現合作自治管理。

1　DCS控制系統的概念

DCS控制系統作為一種控制形式，具有分布式的特征，在施工現場通過分散控制多種機械設備，在通過集中控制所傳輸的信號來集中控制和管理施工現場的環境，該系統也具備集散型控制系統的特征和優勢。DCS控制系統能夠全方位的監控復雜的施工現場環境，并進行集中的管理。4G技術是其工作運行的基礎和前提，4G技術指的是控制技術、顯示數、通信技術以及計算機技術。比如在暖通工程施工的過程中，通過運用水環境中的熱能，來向整個系統中提供能源。其中需要注意的是，要集中管理和分散控制工程中的調節閥、信號轉換、測量單元以及控制過程，這樣才能真正的實現全面控制［1］。

2　DCS控制系統的硬件體系結構

目前在市場上運用最廣泛的DCS控制系統所使用的體系結構是三層通信網絡結構，即最上層被稱為信息管理網，是用以太網形成的，并符合IP/TCP協議，能夠有效的連接各種類型的管理計算機以及控制裝置網橋，在管理和傳輸工廠級信息中的運用較為廣泛，能夠對全廠實現綜合管理；中間層被稱為工程控制網，這采用的是雙高速冗余工業以太網，能夠有效的連接控制站、工程師站以及操作員站，實時的傳輸各種信息；最下層被稱為控制站內部網絡，所使用的是主控卡指揮式令牌網，主要是對通信協議進行存儲和轉發，是實現信息交換的主要平臺［2］。下圖1為DCS控制系統的體系結構。

3　DCS控制系統的軟件構成及其組態

對于DCS控制系統的軟件包來說，既具有自動化的功能，也屬于一種調試工具。在建立DCS控制系統的過程中，組態是需要按照軟件和系統的實際差異來進行的，結構的建立是需要根據工程的實際需要，但是在實際的工作中，由于組態DCS控制系統具有比較大的工作量，所以其控制系統的組套需要匹配相應的通道，并實現收集、轉換、傳遞信息的任務。通過在顯示器上顯示出數字信息，對整個系統進行綜合管理。

4　以發電廠為例，分析DCS控制系統的應用

4.1煤發電廠汽機機組系統

在發電廠中應用DCS控制系統之前，安裝人員需要詳細的了解原先的分散控制裝置，可以將汽機機組系統分成復制熱力系統和汽輪機本體這兩個部分。其中在復制熱力系統中需要有效的連接真空系統、回熱系統、凝結水系統以及開閉式循環水系統。就汽輪機本體而言，由于其自身工作的特殊性，在應用DCS控制系統的時候需要在氣缸固定控制和轉子這兩個部分進行分散控制。

4.2機組汽水系統工藝原理

機組汽水系統的實際功能是實現能量之間的相互轉換，通過使用汽輪機，將水從液態的形式轉化為氣體，進而將熱能轉化為機械能。發電機與汽輪機之間的連接是通過傳送帶的形式來實現的，通過傳送帶的運動來實現汽輪機的轉動，從而帶動發電機進行工作，這樣一來就能夠實現供電。

4.3機組系統的DCS配置

DCS控制系統能夠實現機組系統中的分散連接，通過搜集各種信息數據，來實現集中控制。比如通過分散控制汽包、分離器、感溫器、機柜等設備、來了解和掌握機械能轉換值、熱量值、壓力、蒸汽量等數值，并與原先設定的數值進行比較，改變參數，最終實現系統控制。

圖1　DCS控制系統體系結構圖

5　結語

雖然目前在各項建筑工程施工的過程中已經開始廣泛應用DCS控制系統，但是隨著科學技術的發展，原先的控制系統已經難以適應當前的施工進程和發展，因此要加強研究和探討DCS控制系統，實現對系統的自動化和數字化的全方位控制，促進建筑工程事業的發展。

［1］李凱，楊前明.集散控制系統（DCS）在多熱源熱水工程系統中的應用［J］.化工自動化及儀表，2013，09:1126-1129+1170.

［2］蘇紅剛.DCS控制技術在熱電廠機爐控制系統改造工程中的應用［J］.中小企業管理與科技（中旬刊），2016，02:221-222.