化工生产中DCS控制系统的运用分析

摘 要：从20世纪80年代以后，普通的仪表逐步被DCS控制系统代替，变成了当今化工生产中重要的控制系统，特别是现在网络和计算机技术的不断发展，使得DCS控制系统在性能和功能方面都有了非常大的提升。该文主要对化工生产中DCS控制系统的运用情况进行探讨分析。

关键词：化工生产 DCS控制系统 运用分析

中图分类号：TQ056；TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0117-01

1 DCS控制系统功能简介

1.1 对系统状况进行实时显示

在控制系统中，建立O/I的系统服务，收集现场控制点的数据，在操作员站上显示出单回路控制画面、流程画面、声音、数据等方面的变化，从而更好的体现出系统的整体运行概况。

1.2 对相关作业参数进行调整

操作员根据操作员站上显示的各种数据，迅速的对生产过程中的各种运行参数做出调整，比如液位参数、流量、温度、压力等方面的参数。

1.3 对运行故障进行报警

DCS控制系统通过创建自动报警功能，可以对系统的状态、硬件设备状态、开关量、模拟量等方面的信息进行实时的监控，可以根据不同的报警点、报警时间、报警显示状况等方面的内容来判断出系统出现故障的位置。例如当搅拌电动机运转异常的时候，操作界面的屏幕就会从绿色逐步变成红色，且伴随有声音提示和灯光的闪烁，以便告知操作员迅速的对系统运行问题进行解决。

1.4 对运行状态进行监督

DCS控制系统还具有分析处理报警信息、查看历史参数、阅览操作记录等方面的功能。可以对操作员的误操作和实际操作情况进行监督。当出现事故的时候，可以使用分析历史数据和实时数据的方法，来找出故障的原因，从而及时的采取相关措施，杜绝相关故障再次出现，降低损失。

2 在化工生产中使用DCS控制系统

2.1 控制反应器的反应温度的应用

在整个化工生产过程中，反应器控制是最重要的一个部分，它的生产控制水平的高低对生产安全和产品质量有非常大的影响。压力控制的好坏、工艺参数温度的的合理度，直接影响了产品的质量。如何更好的把控好反应温度的平稳度，是整个控制过程中的一个重要环节，如果没有及时的移除设备运行过程中的反应热，会导致反应温度持续升高，最后没有办法对其进行控制。反应温度、反应器及进料系统物料三个部分有直接的联系，所以，配套使用了流量定质控制仪、质量流量计、椭圆齿轮流量计来对三种反应物料的反应器流量进行控制，合理的保证了物料的配比。

考虑到这一工艺的特征，从控制角度来来说，反应过程主要是由升温升压阶段、过渡阶段、恒温恒压阶段构成的。在这几个阶段中，对控制准确度要求比较高的是恒温恒压阶段，是温度反应阶段的重要环节。所以测量温度的部件使用A级精准度的铠装双芯铂电阻来进行温度测量，因为这种配件具有反应敏捷、测量准确、质量平稳、热反应速度快等特点，所以极大程度的降低了因温场不同而出现的误差。双芯铂电阻中一个芯是温度变送器，另一芯是Pt100电阻信号。而且不同范围所输出的温度范围4～20 mA信号，根据不同的工艺也是不同的。4～20 mA的电流信号是对循环水的调节阀进行控制，Pt100电阻信号是用来对蒸汽调节阀进行控制的。

在对温度进行控制的过程中，常规的控制方法有热效应高、容量大、传热效果不好的等方面的缺点，所以使用了DCS控制系统对其进行控制，很大程度的提高了温度控制的准确度，解决了反应器反应慢的问题。在温度升高时，DCS控制系统会主动执行“反应温度（蒸汽）程控投入”这一步骤，同时在执行这一程序的过程中，会根据升温过程中，升温速度的快慢，对“反应温度（蒸汽）程控投入”进行切断这一程序。

DCS详细的控制温度的流程为：

（1）在当T2

2.2 控制液位串级的应用

在作业工程中通过使用串级均匀控制系统对后塔进料量和前塔液位的平稳度进行控制。也就是说，控制器的给定值是液位控制的输出值。同时因为在这个系统中有副回路，对排出端压力和塔内压力产生的流量变化有了一个很好的抵制作用，从而使得系统运行起来更加的稳定。不仅减少了人力的投入，同时也降低了因为过大的系统波动而造成的损失。

2.3 进行联锁控制

通过电脑的自动运算对作业设施进行保护的方法叫做联锁控制。也就是说，在系统运行的过程中，如果达到了联锁条件，就会自动执行一系列的动作。例如关闭或者打开调节阀、电磁阀动作、电动设备动作等。整个操作过程是由计算机系统软件组态完成的，有着非常高的关联性、可靠性、精准性，而且还具有逻辑判断、智能化、事故记忆等效果。可以完全代替操作人员对突发事故进行处理、执行大量的操作等。联锁控制的运行原理为：当液位低于设定下限时，DCS就会产生启动控制开关的信号，此时电动机就会自动进入运行状态；而液位高于设定上限时，DCS就会发出切断开关连接的信号，电动机便会自动的停下来。同时也可以手动的使用DCS发出停止或者启动的信号。

2.4 化工生产中使用DCS控制系统的效果

SmartPro DCS系统在投入使用后，运行非常的稳定，系统中的各种功能都是严格遵循设计方案进行的，并且运行过程中的稳定性和控制准确度完全达到设计标准。操作人员可以利用实时数据和历史数据对生产过程中的各种操作工艺进行分析研究，对工艺过程运行规律有一个比较准确的把握，并及时的对相关参数进行调整，确保作业过程保持在一个良好的作业状态，而且在对各种作业参数进行监控的过程中，可以发现一些会对生产质量造成影响的问题，并对问题进行解决，降低了事故的发生频率，提高了生产效率和产品质量。

3 结语

总而言之，在化工生产过程中使用DCS控制系统，提高了生产过程中操作、管理、监控的效率。而且通过使用分散控制的方法对工艺生产过程进行控制，不仅降低了操作员工作的繁琐程度，而且也使得生产的安全性更高。

参考文献

[1] 北京和利时系统工程股份有限公司. SmartPro系统使用手册[Z].2004.

[2] 北京和利时系统工程股份有限公司. HOLLIAS-MACS硬件FM系列使用手册[Z]. 2004.