中粮生物化学（安徽）股份有限公司 233010
摘要：化工企业生产规模在社会需求的增加下不断扩大，生产装置的规模和复杂程度大幅度提升，要求生产控制系统向智能化、自动化发展，DCS控制系统作为以体系结构和网络结构为主的集散控制系统，满足现阶段的化工生产需求的智能化自动化控制要求。本文对DCS的功能结构和特点进行分析，并探讨其在化工生产中的应用，旨在为人们了解DCS系统的重要应用优势提供帮助。
关键词：DCS控制系统；化工生产；应用
DCS（Distributed Control System）是集散控制系统的简称，是由过程监控级和过程控制级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机图形、通讯、控制等先进的科研技术成果，具有可靠性高的中心系统、功能强大的控制功能及灵活方便的组态，为人机界面友好和危险性分散及便于管理集中和扩展的功能目标提供了可靠的保障，在化工企业的应用前景和范围不断扩大。
一、DCS控制系统的结构和功能
1.体系结构
DCS的最高级管理层是综合信息管理级，该管理级为整个控制系统提供可靠的软硬件支持，并协助系统实现市场经营和生产管理功能，利用可靠的监控系统对生产过程中的各环节进行细致的监控管理，汇总、分析及有效存储生产控制数据，为化工企业的自动化办公水平增强提供帮助。
DCS控制系统的中间层是集中操作监控级，主要为化工生产控制与操作人员提供服务和帮助。该层可以有效的分析处理下层传递的数据，以简洁明了直观的数据方式为工作人员呈现，对生产运行状态等进行流程图、趋势图及曲线图等的标注，便于操作执行人员根据参数及执行状态监控生产过程的安全性及效率化，并根据检测的实际数据等制定符合生产需求的执行内容。
DCS控制系统的底层是分散过程控制级，主要实现对控制对象和生产对象的数据采集和功能控制，该层可以将采集的数据信息集中传递给中间层，并下载和接收中间层传递的操作命令和控制指令，根据指令进行可靠的动作对具体生产对象进行具体工业控制，实现对参数采集方式的更改及更改执行顺序或闭环调节控制等。
2、功能
2.1实时显示系统状况和调整作业参数
DCS系统可以建立O/I的系统服务，并通过该服务协议及内容控制现场设备实现对数据的采集，并将数据进行适宜操作员查看的图形信息转化，在操作员站上显示流程画面、单回路控制画面及声音等的变化，呈现直观的整体运行概况，便于操作员掌握液位、温度、流量及压力等参数数值，并根据生产要求进行一定的调整，保障产品的质量满足生产要求。
2.2报警功能
DCS控制系统配合辅助监控设备交易实现对运行状态及关键流程和设备的监控，并设置额定数值范围、开关量及模拟量信息，在运行状态超出合理范围时发生报警，控制系统将报警显示状况、报警时间、报警点进行传输和并生成故障说明的记录日志，为工作人员及时有效的处理故障提供支持和帮助，并未后期的维护和优化提供依据。
2.3辅助功能
DCS控制系统还具有查看历史参数和阅览操作记录等方面的功能，记录操作员的操作状况，为误操作原因分析提供数据依据，利用故障原因记录和分析功能，在智能系统的管理下，对部分操作功能和监控状态进行科学的调整和采取措施，杜绝类似故障的二次发生，降低企业的经济损失。
二、DCS控制系统在化工生产中的具体应用
1.DCS控制反应器的反应温度
反应器控制是化工生产过程中最重要的部分，反应器的控制水平直接影响生产的安全性、化工反应的效果和产品质量。化工产品的质量由压力、温度及工艺等因素决定，其反应温度是决定性因素，因此控制过程的最重要环节是对反应温度平稳度的把控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆化工生产中设备运行过程中会产生大量的反应热量，需要进行及时科学的处理及移除，移除效果不到位会导致反映温度的持续升高，破坏生产工艺效果和损坏生产设备。
DCS控制系统根据反应温度、反应器及进料系统物料三部分的联系规律，配套设置质量流量仪、流量定质控制仪及椭圆齿轮流量计等反应器对流量进行科学的控制，保障物料的配比符合工艺需求，实现化工材料间的反应状态控制合理化，避免反应热引起的连锁反应和不可控现象的发生。化工生产中温度反应过程是由升温升压阶段、过渡阶段及恒温恒压阶段构成的，恒温恒压阶段的重要性决定需要对温度进行严格的控制，DCS控制系统在温度测量方面的部件通常采用A级精准度的铠装双芯铂电阻，该配件的特点是测量准确、反应敏捷、热反应速度快及质量平稳等，可以充分保障因温场不同出现的误差降低。
2.在控制液位串级中的应用
工艺操作中的前塔液位和后塔进料量的平稳度控制通过串级均匀控制实现，即控制器的给定值是液位控制的输出值。鉴于料塔之间关联性，设计料塔间的串联控制，例如A塔需要控制和调整液位时会调整塔底的出料量，同时A塔排除的出料量成为B塔的进料量，串联的实现保证了进出料的稳定和同步性。
DCS控制系统中还设计有副回路，可以有效的抵制塔内压力和排出端压力产生的流量，维护系统运行的稳定性作用重要，减少劳动力的同时降低了因人工操作系统波动过大产生不必要的损失等。
3.连锁控制的应用
连锁控制是通过DCS控制系统的智能计算机对作业设施进行的有效保护方式，即在控制系统内设定安全运行的范围值，一旦运行过程中某环节或某反映效果超出设定值的范围，就会触发联锁保护装置进行保护动作的执行，切断与故障设备或执行系统关联的设备及工艺流程，将损失降低到可控范围内。整个保护过程的操作依靠系统内的逻辑运算和软件组态完成，精确性、可靠性和稳定性较高，并且系统的监控措施会记录事故的发生过程及原因分析，为优化措施提供数据信息支持。连锁控制的实现代替了人工的检测和事故分析，对故障的反应保护装置的启动更加迅速和准确，并能在故障排除后及时的恢复正常的运行状态，是对化工生产时间成本及物料损失成本的有效补救。
4.在紧急停车系统中的应用
化工企业生产中最基础最高级的安全保护措施就是紧急停车系统的工作，紧急停车系统可以处理大量的逻辑信号和进行逻辑判断，在化工生产流程中实时在线监测生产装置的安全，在某个工艺参数超出设定界限时执行对应的逻辑程序，发出联锁保护信号实现对该工艺流程的紧急停车和保护，自动将有关该生产流程的设备及系统等设置到安全的临时状态或停产状态，防止设备的大量损坏及人员伤亡，降低经济损失。
5.化工生产中应用DCS控制系统的效果
DCS控制系统是根据化工生产流程进行参数设计和逻辑程序设置的控制系统，要求运行中的控制准确度和稳定性符合设计标准。操作人员需要掌握系统的控制原理和执行规范标准，并了解化工生产流程及各反应的效果等，准确的把握工艺过程中的运行规律，根据经验和历史数据等进行控制系统的调控操作，并对容易出现故障的环节等进行特殊化记录和制定应急措施，为化工产品质量的提升提供可靠的保障。
结束语：
化工生产规模的扩大和自动化水平的提高，要求在生产控制中采用智能化和自动化程度高的DCS控制系统，该系统通过适当完备的网络体系结构将分散的生产设备进行连接控制操作，为提高了生产控制的精度及产品的质量，降低了劳动力强度和生产成本，为企业竞争力的提高提供了保障。
参考文献：
[1]姚勇涛.化工生产中DCS控制系统的应用[J].化工管理，2015，11：182.
[2]叶宛丽.化工生产操作控制中DCS的应用[J].电子测试，2013，10：86-87.
[3]崔玉洪.化工生产中DCS控制系统的运用分析[J].科技创新导报，2013，15：117.
[4]孙永.浅析DCS控制系统在煤化工企业生产中的应用及维护[J].中国石油和化工标准与质量，2011，10：256.
论文作者:陈玲玲
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/29
标签：控制系统论文; 化工论文; 操作论文; 系统论文; 功能论文; 温度论文; 数据论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;