DCS智能控制系統在礦山生產中的應用

張宇

摘要：近年來，隨著科學技術的不斷發展，計算機技術和互聯網技術呈現出良好的發展趨勢，其中DCS智能控制系統技術也有了較好的發展，已被廣泛地應用于各個領域。而將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，能降低成本、優化控制系統、提高工作的自動化效率。本文首先概述了DCS智能控制系統，然后分析了DCS智能控制系統應用于礦井生產中的特點，提出了DCS智能控制系統應用于礦山生產中的具體途徑，最后描述了應用效果。

關鍵詞：DCS智能控制系統 礦山生產 應用

中圖分類號：TP20 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2017）08-0189-02

在現代社會，“數字化”和“智能化”已經成為重要的標志，隨著科學技術的快速發展，采礦設備的應用也逐漸向自動化和智能化的方向發展，其中最重要的就是將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，這也是近些年來新興的生產領域之一。將DCS智能控制技術應用于礦山生產中，可實現從原材料到成品整個生產過程的智能化控制和自動化控制。在應用常規儀表分散控制和計算機集中控制過程中，存在較多問題，對應用效果非常不利。具體而言，其存在明顯的功能（功能單一）和性能缺陷（人機聯系差、危險性高）。為了彌補這方面的缺陷，出現了DCS控制系統。該系統優勢顯著，是提高礦山生產設備的智能化水平的有效配置。[1]

一、關于DCS智能控制系統的相關內容

DCS智能控制系統是由多臺計算機分別控制生產過程中的控制回路，但是其又能進行集中的獲取數據、集中管理和集中控制的系統。該系統中各回路的控制是采用微機處理來實現的，而各回路和上下級之間的控制是通過高速數據通道進行信息交換，DCS智能控制系統具有直接獲取數據、控制人機交互、監控以及管理等功能。在實際應用過程中，按照地區將微機處理機安裝在測量裝置的附近和控制執行機構的附近，這樣就能將控制功能盡可能地分散，而管理功能則相對集中，這種進行分散化的控制方式能夠改善系統控制的不可靠性，不會出現因為計算機故障而導致整個系統的控制管理發生障礙。當系統中的管理控制出現問題的時候，控制回路仍然能夠獨立地進行各回路的控制，當某個回路發生故障的時候也不會影響到整個系統的控制管理。[2]DCS智能控制系統與傳統的計算機多級控制系統相比，其在結構上更加靈活，布局也更為合理且投入的資金成本低。

二、DCS智能控制系統在礦井生產中應用的優勢

以某礦山企業為例，該公司在50萬噸石灰石生產線工程中，從原料到成品工藝生產過程中，均采用了DCS控制系統。本工程使用的控制系統在技術上占據優勢，在工程環境中，其運行長期穩定，并具有各種抗干擾能力，維護簡便。本次工程運用此系統的結果令人滿意。由此可見，在礦井生產中，DCS智能控制系統的優勢非常顯著，主要體現在以下幾方面：

（一）在可靠性方面，DCS智能控制系統的可靠性較高

這主要得易于其系統結構，由于系統的控制功能被分散，因而極大地避免了因容錯設計而造成的其他功能喪失狀況出現。另外，系統涉及的計算機眾多，而分配的任務也具有專項性，因而每臺計算機在實現目標功能時，擁有特定結構和特定軟件，如此便能夠增強每臺計算機的可靠性。

（二）在靈活性方面，DCS智能控制系統的靈活性較好

在不同流程應用對象的前提條件下，軟件和硬件實現了組態，這對控制算法庫非常有利。同時，之后以圖形庫中的調用方式組成所需監控和報警畫面，便于應用。

（三）在開放性需求方面，DCS智能控制系統的開放性較好

局域網連接的方式使得開放式標準化、模塊化和系列化的設計發揮了最大的效用。而一旦系統功能被改變或擴充，這種連接方式可以更好地保存計算機運行的正常狀態。[3]

三、DCS智能控制系統應用于礦山生產中的具體途徑

（一）方案設計

傳統的礦井生產控制器在進行設置前，首先要充分了解到礦井生產系統的實際情況，然后根據礦井生產系統中的實際生產設備情況進行控制模型的設計。但是，其忽略了應用期間眾多的不確定性因素，因此，對礦井生產控制系統的設計是一件非常復雜的事情，在這種情況下將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，可以利用該系統中的函數近似技術，將自動化控制參數進行相應的數學模型的構建，利用DCS智能控制系統技術中的模擬器系統，實現礦井生產控制系統的設計需求。

（二）優化設計

充分結合DCS智能控制系統的先進理論技術和實踐經驗將其應用于礦井生產控制中。傳統的礦井生產控制系統，已經顯現出諸多的缺陷。其最為致命的缺陷是控制系統的設計方面，由于其采用結合實際的控制經驗來實施系統設計，因而故障頻頻出現。由此可見，礦井生產控制系統在設計方法上還應該多加注意。根據現實應用要求，針對礦井生產控制系統的設計，更應該增加一些理論支持，進而避免實際運行過程中的故障，確保系統正常運行。而將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，能有效避免傳統控制系統存在的問題，優化控制系統的設計，且將先進的計算機技術應用于該系統中，能夠有效縮短產品生產時間，提高工作效率，提高控制效率。[4]

現階段DCS智能控制系統中，應用了兩項較為先進的技術，一個是遺傳算法技術，另一個是專家系統技術。在DCS智能控制系統中，之所以會應用遺傳算法技術，是因為其特有的優勢。該技術通過優化設計，讓礦井生產控制系統的結構對象更加適用。這能提升礦井生產控制系統的整體應用效果，使其全局控制能力增強。同時，在檢索和控制相關問題方面，也頗有助益。在DCS智能控制系統中，應用另外一項技術，即專家系統技術。其主要目的是更好地進行優化設計，使得系統更加貼合實際情況。該技術手段中涵蓋了眾多專家的相關意見，從中選擇應用，可防止礦井生產應用DCS智能控制系統出現問題。

（三）故障診斷

一般情況下，談及礦井的生產，必然會提到礦井的生產設備。而關于礦井的生產設備，難免會出現不同程度的問題。經研究發現，這些問題具有一致性，即具有非線性的特點。而規避礦井生產控制系統這方面的問題，還是存在一定困難的。因此，在礦井生產控制系統中引入DCS智能控制系統技術，能夠提高礦井生產控制系統的檢索效率，進而解決生產設備的故障問題。同時，綜合DCS智能控制系統的各個優勢，能夠更加有效地對這些故障設備進行處理，提高礦井設備故障的診斷率。

（四）智能控制

目前，將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，是未來科技發展的主要領域。一般對DCS智能控制系統的引入，主要是將該系統中的模糊算法、專家系統、神經網絡結構引入到礦井生產控制過程中。將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，主要也是進行四個層面的應用：對礦井生產設備之間產生的數據進行分析；實時監督礦井生產設備的運行狀態；有效確保礦井生產控制系統運行；針對礦井生產系統中產生的故障，詳盡地記錄并分析產生的根本原因。[5]

四、應用效果

自DCS智能控制系統應用于礦山生產以來，有效實現了礦山生產的自動化控制目標。通過對重點設備數據的采集與傳輸，方便了操作人員對設備的監視，幫助其實時掌握設備運行情況，對于出現異常的設備也能夠及時發現并作出相應處理，保障了整個系統的安全運行。

五、結語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展，DCS智能控制系統技術有了較好發展，已被廣泛地應用于各個領域。將DCS智能控制系統應用于礦山生產中，具有高可靠性、靈活性、開放性、協調性、易于維護以及功能齊全等特點，滿足了礦山企業的生產需求，降低了生產成本，優化了控制系統，提高了工作的自動化效率。希望通過本文的研究，能夠幫助礦山生產行業推進DCS智能控制系統的引進和應用。

參考文獻：

[1]張立勇.DCS智能控制系統在礦山生產中的應用[J].科技風，2014（1）：102.

[2]高麗梅.關于DCS智能控制系統用于礦山生產的探索[J].科技風，2015（2）：34.

[3]杜永生.試論DCS控制系統在煤化工企業生產中的應用及維護[J].中國新技術新產品，2015（8）：8-9.

[4]張蘭臣，王鳳鳴，劉鳳超，白鵬，張立強.DCS控制系統在黃金礦山危險化學品使用中的應用[J].黃金，2015（6）：45-48.

[5]申春強.化工生產中DCS控制系統的應用[J].機械管理開發，2016（8）：116-118.

責任編輯：楊國棟