DCS技術(shù)在冶煉行業(yè)中的應(yīng)用

達(dá)先恒

摘要：冶煉工業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著非常重要的位置。當(dāng)前我國的工業(yè)建設(shè)水平不斷提高，同時所有行業(yè)對冶煉產(chǎn)品（比如：鋼鐵、銅、鉛、鋅等）的實(shí)際需求也在不斷的增加。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對DCS技術(shù)在冶煉行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：冶煉行業(yè)；DCS技術(shù)；應(yīng)用；自動化；溫度；控制；

一、DCS技術(shù)的概述

1、含義

集散型控制系統(tǒng)（Distributed Control system，簡稱DCS）是以計算機(jī)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)通信，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視和管理而分散控制的新型自動化控制系統(tǒng)。DCS指的是分散控制系統(tǒng)，通俗來講，就是將計算機(jī)作為基礎(chǔ)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)作為手段，用以保證自動化控制高效實(shí)現(xiàn)的計算機(jī)控制系統(tǒng)。對冶煉企業(yè)而言，在對冶煉過程進(jìn)行控制的過程中，合理應(yīng)用DCS技術(shù)，最主要的優(yōu)勢在于保證冶煉過程操作的集中性，以及管理的分散性。近幾年，隨著科技的不斷發(fā)展，DCS技術(shù)與之前相比也有了較為明顯的進(jìn)步，相關(guān)人員對DCS技術(shù)的掌握和應(yīng)用變得愈發(fā)成熟，正是因?yàn)槿绱耍珼CS技術(shù)才逐漸被社會各界所認(rèn)可，并且成為冶煉企業(yè)過程控制的核心手段。

2、特點(diǎn)

（1）擴(kuò)展靈活

DCS系統(tǒng)所包含的內(nèi)容通常情況下采用的結(jié)構(gòu)為積木式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)所具有最明顯的優(yōu)點(diǎn)在于兼容性較好，同時還可以根據(jù)實(shí)際情況完成不同系統(tǒng)的配置工作，為未來系統(tǒng)的擴(kuò)展提供便捷。另外，DCS系統(tǒng)所包含的控制、運(yùn)算、輸入和輸出功能塊，都可以根據(jù)冶煉行業(yè)不同的流程加以改變，通過組合的方式，構(gòu)成簡單或復(fù)雜的控制系統(tǒng)，便于對控制方案的修改。

（2）具有繼承性

隨著科技的進(jìn)步，DCS系統(tǒng)的更新速度也變得越來越快，新硬件與新程序不斷涌現(xiàn)，因此DCS系統(tǒng)如果想要降低相關(guān)設(shè)備的淘汰率，避免企業(yè)遭受不必要的經(jīng)濟(jì)損失，必然需要具有繼承性。DCS系統(tǒng)所具有的繼承性，主要體現(xiàn)在軟件和硬件方面，例如所采用操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和數(shù)據(jù)庫等軟件的先進(jìn)性等，以及所采用計算機(jī)、人機(jī)接口和通信網(wǎng)絡(luò)等硬件的先進(jìn)性。一般來說，想要判斷某一系統(tǒng)是否具有繼承性，最直觀的體現(xiàn)在與其所對應(yīng)新、老系統(tǒng)之間能否兼容，只有保證針系統(tǒng)所開展一系列更新?lián)Q代的工作，均可以將原有系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，才能保證用戶所獲利益的增加。

二、DCS技術(shù)在冶煉行業(yè)中的應(yīng)用

1、閃速熔煉的自動化控制

閃速熔煉是連續(xù)化生產(chǎn)的過程，而且閃速爐內(nèi)的冶金化學(xué)反應(yīng)迅速、激勵，影響其產(chǎn)出物性能的因素很多，這些因素之間相互影響，變化頻繁，在常規(guī)手動操作條件下，要考慮若干因素之間的相互關(guān)聯(lián)，并要迅速作出響應(yīng)，力求生產(chǎn)控制參數(shù)的穩(wěn)定、準(zhǔn)確是相當(dāng)困難的，引入了DCS控制技術(shù)后對閃速爐煉銅生產(chǎn)過程進(jìn)行在線控制，能夠迅速、準(zhǔn)確和實(shí)時的檢測生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)，并對收集到的工藝參數(shù)作為輸入條件，DCS控制技術(shù)對輸入的條件進(jìn)行自動的、精確的計算并迅速而準(zhǔn)確的改變控制變量，從而減少人的影響因素，使被控變量波動減少，閃速爐作業(yè)狀況穩(wěn)定，閃速爐產(chǎn)出的銅锍品位、銅锍溫度穩(wěn)定。

2、控制反應(yīng)器的反應(yīng)溫度

作為冶煉工藝的核心所在，對反應(yīng)器的溫度進(jìn)行控制，對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響是非常直觀的，另外，控制反應(yīng)器還代表著控制冶煉工藝生產(chǎn)過程的安全。通過大量的實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，如果無法在冶煉生產(chǎn)的過程中，及時將反應(yīng)器內(nèi)部由于化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)的熱量進(jìn)行排出，就會導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)部所具有的熱量越來越多，最終達(dá)到相關(guān)人員難以對其進(jìn)行控制的地步。對導(dǎo)致熱量產(chǎn)生的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析和歸納不難看出，反應(yīng)器中所流入化工材料的流量是需要相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注的部分，也就是說，想要最大限度保證對反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)溫度的增加進(jìn)行控制，首先需要保證材料流入比例的穩(wěn)定性，只有這樣才能保證溫度的穩(wěn)定。對反應(yīng)器溫度進(jìn)行控制的過程，共分為以下幾個階段：第一階段，升溫升壓階段，第二階段，過渡的階段；第三階段，恒溫恒壓的階段。

應(yīng)用于冶煉工藝之中的反應(yīng)器，普遍具有體積較大的特點(diǎn)，這也在一定程度上導(dǎo)致了該類反應(yīng)器的傳熱效果相對較差，因此，在對其進(jìn)行溫度測量的過程中，想要保證所獲得溫度與反應(yīng)器內(nèi)部溫度的完全吻合，是較為困難的。針對這一現(xiàn)象，相關(guān)人們常用的解決方法為對DCS技術(shù)加以應(yīng)用，通過DCS技術(shù)對溫度測量所應(yīng)用儀器進(jìn)行控制，這樣做能夠最大限度上對反應(yīng)器所具有的傳熱效果較差這一不足加以彌補(bǔ)，保證所測量溫度的精確程度。如果反應(yīng)器內(nèi)部正處于升溫的狀態(tài)下，那么DCS技術(shù)可以通過對分散系統(tǒng)進(jìn)行控制的方式，保證溫度上升速率的穩(wěn)定性。如果反應(yīng)器內(nèi)部溫度的上升速率過慢或過快，那么分散系統(tǒng)可以對控制反應(yīng)溫度的程序進(jìn)行切除，此時，相關(guān)人員就可以對溫度上升速率進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，保證其科學(xué)性。

3、實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制

在冶煉工藝控制中對DCS技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對冶煉工藝的聯(lián)鎖控制。作為具有代表性的計算機(jī)自我保護(hù)方式，聯(lián)鎖控制主要是通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所具有自主計算的功能加以利用的方式，完成對冶煉工藝高度保護(hù)的方式之一。如果可以對聯(lián)鎖控制進(jìn)行科學(xué)利用，那么，一旦系統(tǒng)與聯(lián)鎖控制所需裝置的條件相滿足，冶煉工藝系統(tǒng)就可以自動做出相應(yīng)的行為，保護(hù)冶煉工藝。當(dāng)然，這需要計算機(jī)通過智能計算的方式加以決定，這也在一定程度上說明了其所具有的實(shí)時性和科學(xué)性，聯(lián)鎖控制可以在相關(guān)人員對保護(hù)措施進(jìn)行采取前，自行完成對冶煉工藝系統(tǒng)的保護(hù)工作，從而實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)和勞動力的節(jié)約。

結(jié)束語

最近十多年以來，自動控制技術(shù)在我國冶煉行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，特別是在采用DCS技術(shù)進(jìn)行過程控制方面取得了長足進(jìn)展。DCS技術(shù)系統(tǒng)在提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)自動化水平、保證安全穩(wěn)定生產(chǎn)、提高控制精度及節(jié)能降耗等方面發(fā)揮了重要作用，從而便于工業(yè)企業(yè)提高自動化水平，降低工程造價，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

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