摘要：热控设备相关技术不断提升，自动化改造的化工设备单位均采用了DCS模式，其分布式控制系统在化工厂矿的自动控制管理来看可以提高设备整体的可控性，保证现场协调和机组运行安全性。本文主要在传统DCS控制技术和手段的基础上结合某化工厂的实际运行情况进行了优化分析。
关键词：化工厂；DCS；技术；控制
一 DCS介绍
近年来热控设备相关技术不断提升，自动化改造的机组均采用了DCS模式，从控制技术看，实现该模式可提高机组运行安全性。传统下化工厂是按照运行规程完成的，运行的状态监视依赖于运行人员的经验，控制系统多采用无法制止调节精度低和自动化程度低的缺点。因此，化工厂在运行中，采取安全有效的保护措施也是必要的。转子转动带动负载做功会影响转速的变化，凝结水温度的变化和真空的变化也会影响转速的变化。化工厂的控制和管理，很好的实现了控制的有效性，系统工作是实现工厂智能控制和管理的重要一步。维持控制系统的任务是促进机组做功的功率与外界负载相协调，改变化工厂的功率使之建立新的平
二 DCS与传统方式控制的优势
FCS是DCS的延续性设备，其现场级设备一般位于被控生产过程的附近。典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。将 4—20mA的电信号（一般变送器）或符合现场总线协议的数字信号（现场总线变送器），送往控制站或数据采集站进行，将控制站输出的控制量（4－20mA的电信号或现场总线数字信号）转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。这个现场控制站接收由现场设备，如传感器、变送器来的信号，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。现场控制站可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控制功能，也可能仅完成其中的一种控制功能。具体监控级方式如下表
表1 FCS实施情况
三 DCS系统在目标化工厂中对设备的控制和保护优化
化工厂DCS系统过程控制的设计，系统监视的汽机运行参数要高，记录事故原因和保护动作发生时间需要完善，实现化工厂组安全运行和在线状态分析。汽机热工系统间信息传递手段基本以硬接线为主，保护热控系统的备品备件安全，建立化工厂转子应力的机理模型，确保应力极限的计算方法。调节精度和自动化程度，研究化工厂控制系统可靠性。保护方案的设计应该确定保护策略，传感器信号处理，传感器与控制器的连线和检测点的分布采用计算机高级语言，对DCS系统数据进行操作和管理。
1、自动控制系统优化
化工厂DCS系统调速系统是化工厂控制的主题，转速设定值在上位机人机界面直接输入，通过模拟量输入模块读入实际转速值与转速设定值进行比较来控制汽机转速。汽机设备采用变频器控制转速，以达到控制水位的调节，通过上位机运控按钮，操作汽机设备的运行停止。当操作人员在人际界面按下按钮时，化工厂的阀门控制指令输出到执行机构等被调节变量的控制，是系统工程师与DEH系统的人机界面。操作员给出化工厂的控制目标等各种控制指令，完成供油系统，以调节化工厂各蒸汽进汽阀的开度。危急遮断时，控制系统或化工厂保护系统发出的指令，紧急关闭调节阀；当化工厂机械超速等动作引起化工厂安全油泄去时，危急遮断系统紧急蒸汽进汽门，化工厂紧急跳闸。因此，必须对原来的控制手段进行改造才能提高化工厂的工作效率和可靠性。上位机通过网络控制远程设备的启动停止，当操作人员按下急停按钮或汽机故障停机时，根据PLC数字量输出模块输出数字量控制高压油关断主汽阀而停机。化工厂DCS系统的数据采集是本系统工作的依据，通过压力、温度和位移传感器及变送器将信号输入给输入模块。计算机对数据进行存储和管理，采用工业组态软件WINCC来完成设计工作，实现远程控制系统的操作手段。
2、紧急跳闸保护系统优化
为了提供控制系统的安全，DCS系统设备本身出现问题时，如有设置保护措施，可以及时有效的把过载电流导入大地，从而保护系统安全。采用两路互相独立的电源供电、跳闸失电跳闸动作方式，建立互相隔离和双卡并联运行的方式，在开关量输入卡件时，可避免拒动和误动，保证系统两路电源均丧失时，实现保护功能的拒动。采用失电跳闸的保护方式，更换会造成其输出状态翻转，输出卡件要分层布置。各层供电装置相互独立，防止造成化工厂跳闸保护的拒动和误动。其中模拟信号本身也要有效接地。有效的消除电子噪声干扰，为系统本身提供良好的公共信号参考点，防止造成设备的损坏和人员的触点伤害。
3、化工厂控制算法和策略组态优化
通过系统网络下载至相应的PS、FC及操作站OS中，可帮助工程师迅速查找对应的变量位号及操作画面。同一工程软件完成控制策略组态，采用项目树使得程序生成灵活、统一的系统全局数据库 。运行在管理PC机上的生产数据用途更加广泛，可靠性更高。系统控制是以速度为主控参数、干扰因素，当机械输出功率不能及时调节时，可以保证化工厂在空载至满载的额定转速下稳定运行，实际转速也就等于转速的给定值，控制器的输出不变。驱动调节进汽调节汽阀的开度，以调节发电机的输出功率。调整功率反馈通道，控制回路进行改造，将速度传感器安装在化工厂外壳的机头上，两块用在控制系统用于显示和累积。改进后的控制系统使化工厂机组抗干忧性更强，运行更稳定，操作维护更方便。
四 结论
通过整体优化分析，目标化工厂DCS项目通过，通过对动控制系统、紧急跳闸保护系统以及化工厂控制算法和策略组态相进行优化后，可以让整个系统控制更加流畅安全，系统运行更加稳定，起到了优化的目的。
参考文献
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论文作者:黄俊,尚伦寿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/22
标签：化工厂论文; 系统论文; 转速论文; 控制系统论文; 设备论文; 汽机论文; 现场论文; 《基层建设》2019年第4期论文;