论文部分内容阅读
摘要：当今石化企业的自动化程度逐步提高，产生了大量的生产过程控制数据，而DCS因其独特的性能和优点，被广泛应用于采集、处理、归纳和控制这些信息，为企业作出合理决策提供依据。本文结合笔者经验，从DCS的特性和优势入手，论述了DCS在石油化工生产过程中的成绩，并提出了运用DCS应注意的几点问题，希望对同行有借鉴之效。
关键词：石油化工、DCS、特性、优势、成绩、问题
中图分类号： TU276.7 文献标识码： A 文章编号：
0.引言
随着社会的进步和时代的发展，我国石油化工行业不断与时俱进，通过引进先进技术、更新换代并不断创新，已从手工操作突破到自动控制、从低级、单一的生产过程控制发展到高级复杂的控制系统。其中DCS系统自问世以来，几经变迁技术日益精湛，加之自身独特的优越性，现已成为大多数石油化工企业生产过程控制的重要手段。
1.DCS的特性和优势
DCS即集散控制系统，它是以微处理机为基础，以微机分散控制，操作和管理集中为特性，集先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术于一体的控制系统，可以有效的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。同时因其采用控制分散、危险分散、多层分散和合作自治的结构形式，加之与传统的常规仪表控制和PC机直接控制相比，DCS具有很多独特的优越性，故而比较适用于现代石油化工企业生产的需求。若究其广为运用的具体原因则主要体现在：①分散自治性：通过地域、设备和功能的分散，将硬件积木化和软件模块化，保持系统中设备的工作独立性，目的是为了使危险分散，提高系统的可靠性和安全性。②集中协调性：是指集中监视、操作和管理，用通信网络把分散的设备构成统一的整体，用分布式数据库实现全系统的信息集成，进而达到信息共享，相互协调工作，以实现系统的总体功能。由此可知DCS的分散自治性和和集中协调性不是互相对立的，而是互相补充。③灵活扩展性：系统硬件采用积木式结构，能够灵活地配置成大、中、小各类系统，并能依据企业的进步不断扩展系统。软件采用模块式结构，提供输入、输出、运算和控制功能块，能够灵活地组态构成简单或复杂得各类控制系统，并可以根据生产工艺流程的改变，随时修改控制方案。④可靠性和适应性：DCS的分散自治性能够分散危险，故而带来系统的可靠性，再加上采用高性能的元器件和先进的制造工艺，并运用一系列冗余、热拔插、故障诊断和屏蔽等技术，更能大幅提高DCS的可靠性，同时也使其具备了适应各种恶劣工作环境的能力。⑤先进性：指DCS硬件采用先进的计算机、通信网络和人机接口；软件采用先进的操作系统、数据库、网络管理和控制语言；控制算法采用了自适应、预测、推理、优化等先进的控制技术，能够与时代同步，跟得上石油化工企业的自动化控制需求。⑥继承性：指DCS更新换代比较快，考虑到企业用户的利益，它采用了新、老系统互相兼容的模式，更博的广大用户青睐。
2.DCS在石油化工生产过程中的成绩
石油化工装置的原产品通常都属于易燃、易爆或有毒性的介质，生产过程稍有闪失就会酿成重大灾难性，给企业造成重大损失甚至危及生命，因此把安全作为生产的第一要事是大家共同认知的事实，因此，目前，多数企业尤其是大中型石化工业生产过程均采用DCS实现生产过程的自动化，对生产过程参数进行连续的动态监控，稍有不妥就会马上处理，及时避免危害的发生，对自控系统和企业的生产、经营和发展功不可没。
2.1控制系统自身性能得到了全面提高
企业运用DCS进行自动化控制时，其中诸如，对某些流量、液位等进行温度压力、组份、密度补偿，提高了测量信号的精度；可以很容易地加入前馈信号，并对其进行适当计算，大大增强了控制系统抗干扰的能力；由于可以方便地使用采样控制、史密斯预估等方法，故而对改善滞后系统的动态性能很有利的；调节阀工作特性的非线性，有时会成为控制系统不稳定的因素之一，而使用ＤＣＳ内折线处理功能可对其进行有效的补偿。也可以通过找出阀门开度与阀门增益之间的关系，再依据此关系自动改变比例带，使控制回路总增益保持一定，从而提高控制系统的穩定性。等等这些实践中遇到的细节也在DCS使用中使得控制系统自身性能得到了全面提高。
2.2为优化操作提供了强有力的软硬件支持 这么多年来我国随装置引进的应用软件中有许多优化软件被用在化工装置，而且我国相关部门开发的节能控制优化系统也是通过DCS在生产装置上实施的，这些操作优化了传统的工艺作业参量，收到了明显的经济效益和社会效益，提高了企业自控水平。故此可以说，DCS用于石化工业过程控制，为现代控制理论的现场实施提供了硬件和软件支持。
2.3提高石化企业管理水平
DCS具备的优点和功能完全得到发挥，能够满足石化企业生产长周期，安全稳定顺利的运行，促进了企业工艺管理的改进，采用先进的控制策略，充分协调工艺、仪表、计算机、人员间的配合能力，达到企业整体的进步，促使企业管理水平不断提高。
2.4增加石化企业经济效益DCS这种高技术的控制装置改造了传统石化产业，使其生产过程控制水平和现代化管理水平相应提高，加之DCS的应用保证了工艺装备的安全稳定运行，达到了节能降耗的目标，稳定了工艺指标，保证了产品的质量，进而对整个企业而言，起到了提高经济效益之目的。
3.石油化工企业运用DCS应注意的问题
虽说DCS技术日益精湛，在石油化工实际生产运行中也日益成熟，但在某些应用方面仍有许多应该需要的问题。
3.1 选型问题
选型是DCS在新建项目或改造项目中需重点考虑的问题。由于石化企业在标书中通常不指定DCS型号，而只规定i/0点数、控制回路数、控制室与现场工艺装置间的物理位置、人机界面要求、先进控制等方面的要求及与整个企业管理网络间的关系等要求，所以DCS在选型上要注意：首先考虑生产工艺流程，针对不同生产工艺选择适合自身的装置；其次应从DCS本身价格和预计所创效益角度考虑，选择经济实用的型号；再者要考虑承包方的技术力量，也就是承包方对哪一工艺过程和DCS本身比较熟悉，倘若承包方对所选DCS本身不熟悉，控制器做的太大时会产生死机。针对那些购买了不同厂家DCS的企业来说，此时更是要选择强技术力量的承包单位抓总。
3.2 服务问题
严格来说，DCS厂家或系统集成商应提供前期、中期和后期全方位的服务。但随着DCS厂家的硬件、软件自己生产的部分愈来愈少，目前国内许多DCS厂家或系统集成商的服务工作做得并不怎么出色，还无法提供最优质的全面解决方案。因此DCS用户在选型时应选择相比之下厂商实力雄厚，国内技术支持好，售后服务做的也比较好的厂家，另外建议企业自身成立一个DCS技术咨询小组，平时多研究技术资料，关注DCS动向，及时处理生产中遇到问题，做好技术后盾服务工作。
3.3加强基础设施管理问题DCS的功能和可靠性是能够满足工艺长周期运行的。但实际中因传感器、执行器、分析仪表等故障而影响DCS投运的例子也甚多。所以笔者认为重视石化专用仪表的日常维护，加强基础设施自动化的管理是值得关注的问题。
3.4技术交流问题
凡是运用DCS的企业，在硬软件功能开发上都做了充分工作，然而由于地区发达度、人才能力度等不同，研究开发的深度和广度各有千秋，各家都有自身成功的经验和实用技巧，故笔者觉得加强技术间交流，可使一些好的经验推广并运用，进而提高DCS整体应用水平。
4.结语
总之，我国石油化工行业运用DCS已取得了诸多的成绩，加之过程控制计算机和信息化技术的应用方兴未艾，DCS作为一种先进的且独具诸多优点的控制装置，定会在各行各业继续大放光彩。要想百尺竿头更进一步，除了文章提到的应注意问题外，今后还应特别注重管理，抓应用促发展，只有不断提高DCS应用水平，与时俱进，才能不断攀登新台阶、开创新局面。
参考文献
[1]武学维/王育德;DCS控制系统在石油化工企业中的应用[J];自动化应用;2012年02期
[2]孔德政;石油化工中DCS应用探讨[J];现代商贸工业;2012年08期
[3]周赟;DCS控制系统及工业控制技术研究[J];机电信息;2012年06期
[4]王冰/陈卫林; DCS技术在石油化工生产中的应用[J];广州化工;2011年16期
关键词：石油化工、DCS、特性、优势、成绩、问题
中图分类号： TU276.7 文献标识码： A 文章编号：
0.引言
随着社会的进步和时代的发展，我国石油化工行业不断与时俱进，通过引进先进技术、更新换代并不断创新，已从手工操作突破到自动控制、从低级、单一的生产过程控制发展到高级复杂的控制系统。其中DCS系统自问世以来，几经变迁技术日益精湛，加之自身独特的优越性，现已成为大多数石油化工企业生产过程控制的重要手段。
1.DCS的特性和优势
DCS即集散控制系统，它是以微处理机为基础，以微机分散控制，操作和管理集中为特性，集先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术于一体的控制系统，可以有效的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。同时因其采用控制分散、危险分散、多层分散和合作自治的结构形式，加之与传统的常规仪表控制和PC机直接控制相比，DCS具有很多独特的优越性，故而比较适用于现代石油化工企业生产的需求。若究其广为运用的具体原因则主要体现在：①分散自治性：通过地域、设备和功能的分散，将硬件积木化和软件模块化，保持系统中设备的工作独立性，目的是为了使危险分散，提高系统的可靠性和安全性。②集中协调性：是指集中监视、操作和管理，用通信网络把分散的设备构成统一的整体，用分布式数据库实现全系统的信息集成，进而达到信息共享，相互协调工作，以实现系统的总体功能。由此可知DCS的分散自治性和和集中协调性不是互相对立的，而是互相补充。③灵活扩展性：系统硬件采用积木式结构，能够灵活地配置成大、中、小各类系统，并能依据企业的进步不断扩展系统。软件采用模块式结构，提供输入、输出、运算和控制功能块，能够灵活地组态构成简单或复杂得各类控制系统，并可以根据生产工艺流程的改变，随时修改控制方案。④可靠性和适应性：DCS的分散自治性能够分散危险，故而带来系统的可靠性，再加上采用高性能的元器件和先进的制造工艺，并运用一系列冗余、热拔插、故障诊断和屏蔽等技术，更能大幅提高DCS的可靠性，同时也使其具备了适应各种恶劣工作环境的能力。⑤先进性：指DCS硬件采用先进的计算机、通信网络和人机接口；软件采用先进的操作系统、数据库、网络管理和控制语言；控制算法采用了自适应、预测、推理、优化等先进的控制技术，能够与时代同步，跟得上石油化工企业的自动化控制需求。⑥继承性：指DCS更新换代比较快，考虑到企业用户的利益，它采用了新、老系统互相兼容的模式，更博的广大用户青睐。
2.DCS在石油化工生产过程中的成绩
石油化工装置的原产品通常都属于易燃、易爆或有毒性的介质，生产过程稍有闪失就会酿成重大灾难性，给企业造成重大损失甚至危及生命，因此把安全作为生产的第一要事是大家共同认知的事实，因此，目前，多数企业尤其是大中型石化工业生产过程均采用DCS实现生产过程的自动化，对生产过程参数进行连续的动态监控，稍有不妥就会马上处理，及时避免危害的发生，对自控系统和企业的生产、经营和发展功不可没。
2.1控制系统自身性能得到了全面提高
企业运用DCS进行自动化控制时，其中诸如，对某些流量、液位等进行温度压力、组份、密度补偿，提高了测量信号的精度；可以很容易地加入前馈信号，并对其进行适当计算，大大增强了控制系统抗干扰的能力；由于可以方便地使用采样控制、史密斯预估等方法，故而对改善滞后系统的动态性能很有利的；调节阀工作特性的非线性，有时会成为控制系统不稳定的因素之一，而使用ＤＣＳ内折线处理功能可对其进行有效的补偿。也可以通过找出阀门开度与阀门增益之间的关系，再依据此关系自动改变比例带，使控制回路总增益保持一定，从而提高控制系统的穩定性。等等这些实践中遇到的细节也在DCS使用中使得控制系统自身性能得到了全面提高。
2.2为优化操作提供了强有力的软硬件支持 这么多年来我国随装置引进的应用软件中有许多优化软件被用在化工装置，而且我国相关部门开发的节能控制优化系统也是通过DCS在生产装置上实施的，这些操作优化了传统的工艺作业参量，收到了明显的经济效益和社会效益，提高了企业自控水平。故此可以说，DCS用于石化工业过程控制，为现代控制理论的现场实施提供了硬件和软件支持。
2.3提高石化企业管理水平
DCS具备的优点和功能完全得到发挥，能够满足石化企业生产长周期，安全稳定顺利的运行，促进了企业工艺管理的改进，采用先进的控制策略，充分协调工艺、仪表、计算机、人员间的配合能力，达到企业整体的进步，促使企业管理水平不断提高。
2.4增加石化企业经济效益DCS这种高技术的控制装置改造了传统石化产业，使其生产过程控制水平和现代化管理水平相应提高，加之DCS的应用保证了工艺装备的安全稳定运行，达到了节能降耗的目标，稳定了工艺指标，保证了产品的质量，进而对整个企业而言，起到了提高经济效益之目的。
3.石油化工企业运用DCS应注意的问题
虽说DCS技术日益精湛，在石油化工实际生产运行中也日益成熟，但在某些应用方面仍有许多应该需要的问题。
3.1 选型问题
选型是DCS在新建项目或改造项目中需重点考虑的问题。由于石化企业在标书中通常不指定DCS型号，而只规定i/0点数、控制回路数、控制室与现场工艺装置间的物理位置、人机界面要求、先进控制等方面的要求及与整个企业管理网络间的关系等要求，所以DCS在选型上要注意：首先考虑生产工艺流程，针对不同生产工艺选择适合自身的装置；其次应从DCS本身价格和预计所创效益角度考虑，选择经济实用的型号；再者要考虑承包方的技术力量，也就是承包方对哪一工艺过程和DCS本身比较熟悉，倘若承包方对所选DCS本身不熟悉，控制器做的太大时会产生死机。针对那些购买了不同厂家DCS的企业来说，此时更是要选择强技术力量的承包单位抓总。
3.2 服务问题
严格来说，DCS厂家或系统集成商应提供前期、中期和后期全方位的服务。但随着DCS厂家的硬件、软件自己生产的部分愈来愈少，目前国内许多DCS厂家或系统集成商的服务工作做得并不怎么出色，还无法提供最优质的全面解决方案。因此DCS用户在选型时应选择相比之下厂商实力雄厚，国内技术支持好，售后服务做的也比较好的厂家，另外建议企业自身成立一个DCS技术咨询小组，平时多研究技术资料，关注DCS动向，及时处理生产中遇到问题，做好技术后盾服务工作。
3.3加强基础设施管理问题DCS的功能和可靠性是能够满足工艺长周期运行的。但实际中因传感器、执行器、分析仪表等故障而影响DCS投运的例子也甚多。所以笔者认为重视石化专用仪表的日常维护，加强基础设施自动化的管理是值得关注的问题。
3.4技术交流问题
凡是运用DCS的企业，在硬软件功能开发上都做了充分工作，然而由于地区发达度、人才能力度等不同，研究开发的深度和广度各有千秋，各家都有自身成功的经验和实用技巧，故笔者觉得加强技术间交流，可使一些好的经验推广并运用，进而提高DCS整体应用水平。
4.结语
总之，我国石油化工行业运用DCS已取得了诸多的成绩，加之过程控制计算机和信息化技术的应用方兴未艾，DCS作为一种先进的且独具诸多优点的控制装置，定会在各行各业继续大放光彩。要想百尺竿头更进一步，除了文章提到的应注意问题外，今后还应特别注重管理，抓应用促发展，只有不断提高DCS应用水平，与时俱进，才能不断攀登新台阶、开创新局面。
参考文献
[1]武学维/王育德;DCS控制系统在石油化工企业中的应用[J];自动化应用;2012年02期
[2]孔德政;石油化工中DCS应用探讨[J];现代商贸工业;2012年08期
[3]周赟;DCS控制系统及工业控制技术研究[J];机电信息;2012年06期
[4]王冰/陈卫林; DCS技术在石油化工生产中的应用[J];广州化工;2011年16期