化工自動化集散控制系統分析

孔佑飛

（貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州開陽 550302）

化工自動化集散控制系統分析

孔佑飛

（貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州開陽 550302）

在我國化工生產中，自動化的機器和儀表使用逐漸普遍，從閉環控制到系統裝置全自動化，相關控制工具也逐漸發展成為自動化集散控制系統，即DCS。分析了在我國化工生產中自動化集散控制系統的主要構成，分析了應用方式，從而提出改進工業生產中問題的策略，不斷地提升我國化工生產的水平。

化工生產；自動化；集散控制系統

1 概述集散控制系統的主要構成

DCS在我國化工生產中得到了廣泛的應用，該系統主要構成包括微處理器、圖形顯示、網絡通信、自動化控制系統、計算機系統構成。其中微處理器為該系統的基礎，能夠對整個生產過程進行監控、操作和管理，是一種綜合性的控制系統。

DCS具有較強的功能，從而廣泛引用。包括采集和控制模擬量數據、控制開關量順序、混合控制開關量、模擬量的數據等。此外，DCS系統具有人機界面，容易安裝和使用，后期維護較為方便，可隨時進行升級換代，這是DCS系統的一大優勢。目前，在我國化工生產中，沒有可以替代DCS的系統，相關生產設備隨著DCS系統的升級需要進行改造擴容。因此，DCS系統在我國化工生產中具有重要的地位。

1.1 DCS的控制站

在集散控制系統中，控制站是一個完整的、可以獨立運行的計算機，在實際的操作過程中可以在不聯網的情況下完成操作控制，并且保證整個系統的運行。控制站是一個獨立的計算機，主要包括現場輸入和輸出設備，包括信號的變換、信號的調理等。控制站在變換信號的過程中需要用到隔離技術防止其他信號的干擾，這對于整個控制站來講有著重要的作用。

1.2 DCS的操作站

DCS系統在建立初期，操作站具有操作員功能、工程師功能和通信功能。其中，工程師功能包括對系統的組態、維護以及通用系統的功能。DCS系統操作站也是計算機，有著人機界面以及其他外圍設備。DCS系統可以完成數據的組織和存儲，可以確保人員的操作。

1.3 DCS的數據通信網絡

DCS的數據通信網絡需要與生產工程的管理網連接，與高級控制計算機站相連接，同時上述控制站和操作站都是通信網絡的環節。DCS的網絡是其最重要的生命線，能夠將整個系統連接到一起，其整個系統的穩定性、實時性都受到通信網絡的影響。因此，逐步實現生產工廠的發展，將其與整個工廠的網絡技術融合，促進網絡系統的開放性，保證其扁平化結構，不斷地提高數據通信網絡的專業水平。

2 DCS系統使用過程中存在的問題

2.1 DCS系統型號選擇的問題

DCS系統具有可以通用的特點，眾多廠家可以參與生產并使用，因此眾多設計院并沒有標明DCS系統的型號，僅僅規定了控制回路數、I/O點數、人際界面要求以及其他相關數據等，尚未表明與整個企業網絡之間的關系等，因此，為了保證公平競爭，在明確相關國際標準時需要重視我國DCS系統的相關數據和標準。

2.2 DCS系統服務問題

DCS系統是一種技術含量相對較高的系統，其服務問題也是生產廠家需要注意的問題。生產廠家需要做好相關服務工作，與用戶之間做好溝通問題，保證該系統在應用過程中可以進行正常穩定地運行，并且在發生問題之后可以做好售后問題，盡快地將問題解決，從而提升生產廠商的社會聲譽，提升自身的經濟效益。

3 提升DCS系統應用水平的策略

3.1 提升控制算法的水平

在使用DCS系統的過程中需要不斷地改進DCS系統的控制算法，可以使用分離的控制算法來對控制積分進行分離，同時可以采用微分、濾波以及微分先行的方式來進行微分計算。另外，在對算法進行控制，改進大林算法時可以使用離散的控制算法等。因此，在使用的過程中可以根據不同的算法來進行控制，同時需要不斷地提升該控制系統的算法水平，從而能夠提升其自動化水平。

3.2 優化DCS的控制系統

控制系統是整個系統運行的關鍵，需要逐漸優化控制系統，才能夠保證DCS系統可以不斷的優化發展。在使用的過程中可以根據實際情況來增設前饋控制，將其與反饋控制不斷地融合。根據控制系統的實際關聯情況來設置解耦控制，根據系統的安全性來選擇性地進行控制，根據對象的情況來設置補償設置等。在實際應用的過程中，需要根據各項指標的情況來進行控制優化。

3.3 充分應用計算機的功能

計算機的控制系統需要根據相關模型來計算指標，例如熱量、溫度等控制。一些難以測算的變量可以根據一些容易測量的過程變量來進行測算，這些技術都需要通過計算機的測量技術來實現。另外，在使用計算機的過程中可以優化生產過程，通過數學模型來發現系統中的問題，從而做到整體的優化。

4 結束語

我國的化工生產中廣泛應用了DCS系統，能夠提升當前化工管理、生產的效率和質量，可以解決用戶對自動化、智能化、穩定性、開放性等要求。我國的DCS系統生產已經相對成熟，可以在多項化工生產中得到應用。同時在使用過程中需要不斷地總結經驗，規范地使用DCS系統，避免使用過程中發生問題，從而提高我國化工生產的效率，為智能化化工生產提供可靠穩定的平臺。

[1] 鄒志云，劉興紅，于魯平，等.精細化工過程控制技術的發展動向[J].計算機與應用化學，2012，（1）：56-60.

Analysis of Chemical Automation Distributed Control System

Kong You-fei

In China’s chemical production，the use of automated machines and instrumentation is gradually widespread，closed loop control to the system fully automated，and related control tools have gradually developed into automatic distributed control system，namely DCS.This paper analyzes the main composition of automated control system is distributed in our country in the production of chemical industry，analyzes the application mode，and puts forward some improvement problems in industrial production strategy，continuously improve the level of China’s chemical production.

chemical production；automation；distributed control system

TP1-4

A

1003-6490（2017）12-0147-02

2017-10-07

孔佑飛（1988—），男，貴州貴陽人，助理工程師，主要研究方向為DCS與化工。