论PLC和DCS在化工生产自动化中的发展方向

摘 要：PLC和DCS的自动控制系统在现代自动化程度非常普遍的现代工业中，很大的程度上提高了生产率和控制精度。特别是进入21世纪，随着社会的各种设备和产品的涌现，致使各种各样的控制设备系统更加的多样化和多功能。介绍了PLC和DCS在化工生产自动化中的发展方向。

关键词：PLC；DCS；FCS

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）14016302

随着技术的不断提高和更新，一般的传统的仪表大部分都被可编程逻辑控制器(PLC)和分散式控制系统(DCS)所代替，尤其是在化工生产过程中尤为显著，虽然以上两个控制系统已经能很好的解决了大部分实际问题，但是他们也有各自的局限性，FCS的出现使三者更好的结合起来为化工生产自动化过程提供了更高的可靠性和安全性。

1 PLC控制系统

1.1 PLC控制系统概述

PLC控制系统是利用PLC（可编程序控制器）组成的控制系统，它是集合了继电器控制、计算机、通信技术的基础衍生出来的。它可以快捷、简便的编程，且可靠性较高等优点。该系统的核心是CPU、存储器等，程序编好后可以对定时、逻辑、计数和、PID调节、算术运算等进行过程控制，最终可以通过通信模块进行对数字/模拟、I/O量控制生产过程。

1.2 PLC控制系统在化工生产中的应用情况

化工生产过程中必须要求要有连贯性，并且安全等级很高，还具有相当大的危险性，而PLC控制系统正好能够满足这些严格的要求。例如对温度，流量、压力、液位等精细稳定的控制。现在很多国内外的化工企业大部分也正是采用的PLC控制系统，随着现代新化工的不断发展，会建立更多的化工企业，因此PLC控制系统有着巨大而广阔的市场前景。

1.3 PLC与紧急停车系统

在化工生产中紧急停车系统是生产过程起着至关重要的作用，紧急停车系统必须在任何时刻都能稳定的安全的运行，并且随时可以起作用，否则作为化工企业的最为关键的安全就无法保证，PLC发展至今完全能够胜任此项工作，它具备体积较小，易于安装，整体的耐用性强，不易损坏等外部特性，在内部特性上，不但可以很好的抵抗外部的干扰信号还形成了产品的系列化，标准统一，为以后的维修和升级奠定了良好的基础，并可以针对大中型化工公司的紧急停车系统专门设计出适合该企业的安全PLC控制系统的产品。

1.4 PLC的应用局限

由于继电器控制的局限和问题促使PLC控制的产生，所以PLC开始只能进行开关量的控制，不能处理模拟量，常见的PLC控制系统多为一层的网络结构，有相对DCS较少的模拟量的控制和连锁，因此多用于小型的自动控制场所或是大型自控系统的组成部分，其中控制的生产过程相对简单，传输的数据内容也不会很多。

PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行，PLC系统的由于产品的不同可能会导致组态、监控和归档软件的不一致最终使数据库达不到统一结果。PLC控制系统的功能方面没有DCS控制系统强

2 DCS（集散控制系统）

2.1 DCS概述

DCS(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。它是一个综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，其最终目标是达到是，控制分散操作、集中、管理分级、灵活配置、组方便态。

2.2 DCS技术在化工行业中发展与应用

在DCS问世的几十年当中，随着软件和硬件的不断的发展和完善，使系统的功能和性能都得到了显著的提高。DCS系统更多的应用于到石油、化工、制药、建材等各个行业。

以前我们主要是以从国外进口DCS系统，价格贵，维修难，针对这些北京的中和利时、浙江的浙大中控等几家企业不断研究创新，现已在全国的大中型企业中配置了很多套DCS系统，应用水平也较高，这样使得国外的DCS系统厂家也有了紧迫感，国内外的多个厂家的激烈竞争同样把DCS系统的功能和性能的到优化和提升。

2.3 DCS与紧急停车系统

在化工生产中紧急停车系统是生产过程起着至关重要的作用，紧急停车系统必须在任何时刻都能稳定的安全的运行，并且随时可以起作用，否则作为化工企业的最为关键的安全就无法保证，因此在化工生产过程当中把DCS系统与紧急停车系统进行单独设置,两系统互补影响，这样就能减少紧急情况下操作与判断的失误，从而提高了整个系统的可靠性和安全性,降低系统的危险性。

图1 利用DCS对生产过程检测的结构图DCS系统虽然解决了一些过去传统过程控制中仪表控制系统的一些难题，然而现代化工大生产的各种各样的复杂情况。有的DCS系统远没有像我们想象中那样解决所有的生产控制问题，还是存在着一些这样或那样甚至是一些新的棘手问题。

2.4 DCS控制系统应用的局限性

目前的DCS控制系统在虽然已经比较成熟了，但仍存在一些应用的局限：现场信号的问题，DCS硬件故障，组态的便捷性以及必要的权限保护，供电与接地系统，应用软件的可靠性、成熟性等。所以应从以下几方面引起注意：

（1）系统运行的环境局限，保证稳定运行的基本要求，包括气温，湿度，都不能太高，而且尽可能的不要置于尘土较多的地方，更能能放置于有强腐蚀的气体当中，以上情况都会使系统不能正常工作,使有DCS的出现死机现象，还不能做到全天候或是室外的工作条件。

（2）系统和软件安全的局限:其自身的系统不能有效地进行安全的防范，软件也存在安全漏洞，只能依靠操作员权限设置要规范,注意U盘的使用、光盘等数据设备等都需要注意病毒防治。

（3）对外界应力承受的局限性,当系统受到的碰撞、振动、电磁干扰等一些外力的作用下。系统可能会伴随出现暂时性的不稳定，若需要对其器件进行更换或维修时，必须佩戴防静电手环才能操作,或者先把静电释防掉。