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【摘 要】自动化仪表及其控制系统是自动化控制与管理系统的组成部分，能够反映生产装置的运行状况，提高工作人员对生产设备的管理控制的效率和水平，对于提高工业生产的安全和质量具有十分重要的作用。本文主要对在化工行业应用比较广泛的DCS控制系统的相关问题进行了探讨。
【关键词】自动化仪表；DCS控制系统；故障；发展
自动化仪表是由许多自动化元件共同组合而成的一种自动化技术工具，具有测量、记录、显示、控制和报警等多种功能。近些年自动化控制发展迅速，如PLC、SIS、DCS等等。而DCS控制系统在我国化工企业中应用广泛，该控制系统能够大幅提高企业的生产效率，降低管理成本，节约能耗，提升企业的竞争力和经济效益。
一、DCS控制系统的概况
DCS 控制系统，即集中管理和分散控制系统，相对于传统的人力及简单的自动化控制系统，具有高可靠性和开放性、灵活性、自动化等诸多优势，已成为分散控制系统的主流，在化工企业应用较普遍。分散控制系统的应用站，能够实现技术人员对于生产现场的监督。控制站能够进行数据的收集与储存，通过对历史数据的记录，工作人员可以对设备运行状态进行分析，也可以对故障数据进行分析，总结故障原因，便于故障问题的解决。
二、DCS控制系统功能与结构分析
DCS 是一种结合纵向分散与横向分散的大型控制系统，它是借助于计算机、数据传输及 GRT 显示屏等技术来进行自动化控制的一种计算机控制系统。在化工企业生产控制过程中，利用 DCS 技术可以实现对整个化工过程的集中操作并且能够对其进行分散管理。其硬件组成主要有：一是实现管理操作的应用站，在应用站上，技术操作人员可以对整个化工过程进行监控与指导操作，以确保整个生产过程的稳定与顺利。同时，技术人员还能实现对设备各部分的系统数据进行监控并进行相关操作。二是现场控制站，现场控制站保障了化工过程现场的数据收集顺利进行，能够将技术操作人员的操作指令顺利实现，并为现场的网络通信及数据的收集传输与处理提供了保证。三是通信网络，通信网络是实现数据信息传输的重要设备，通信网络完好连接是实现化工过程顺利运行的关键，它保障了分散控制系统的稳定性与可靠性。分散控制系统的软件组成部分主要包括数据处理软件、通信软件、实时多任务处理软件。
三、DCS控制系统的功能
分散控制系统采用软件组态方式构成，构造形式灵活多变，可以实现不同的功能。
（一）DCS 控制技术具有实时性
利用控制站，可以实现化工过程现场的运行数据的监控与记录，并将数据及时的进行传输与分享，将数据信息传输到管理应用操作站，使技术操作人员能够第一时间拿到最新的数据资料，实现对化工现场的情况的监控与控制，确保现场工作能够顺利进行。
（二）DCS 控制技术具有参数调整功能
通过分散控制系统，技术操作人员能够实时监测整个工程系统各个部分运行的参数数据，并通过对数据进行分析来判断化工装置的运行状况。如果运行中出现了不正常情况或是不符合要求的状况，工作人员可以根据工程需要对设备参数进行即时精确的调整，使其能够按照技术操作人员的要求完成运行。参数调整主要包括对温度、压力等参数的调整。
（三）DCS 控制技术具有报警功能
分散控制系统的报警功能具体指：在化工作业过程中，如果某些设备出现了故障或者是不正常运行状况，这个时候显示屏的画面颜色会由绿色变为红色，或者还会有警报声音响起。利用 DSC 控制技术，企业的技术操作人员就能够及时的发现化工工程中所存在的技术故障问题及安全隐患，根据警报提示信息迅速的发现问题所在，并进行维修，保障整个工程的顺利稳定运行。
（四）DCS 控制技术具有监督功能
分散控制系统的应用站能够实现技术人员对于工程工作现场的监督，实现对工作情况的进一步了解。控制站能够进行数据的收集与储存，通过对历史数据的记录，工作人员可以进行设备运行状态的分析，也可以对故障数据进行分析，总结故障原因，便于故障问题的解决。
四、DCS 控制技术在化工过程中的应用
（一）对反应器反应温度的控制
反应器的温度决定着产品的质量。由于化学工程工艺中所使用的反应器一般体积都比较大，传热效果不是特别好，在进行温度测量时，并不能准确地测得反应器内部的实时温度，这样会造成较大的温度测量误差，所以，现代化工工程中所使用的一般是由 DCS 技术进行程序控制的温度测试仪，利用这种方式能克服反应器传热效果不好的特点，提高温度测量的准确度。在反应器内进行升温的时候，可以在DCS的控制下，进行相应的程序执行，温升以恒定的速率进行。如果温度上升的过快或者过慢，则DCS系统相应地进行反应温度程控切除程序，就可以在手动状态下调节温度的上升速率，使其控制在设定范围以内。
（二）联锁控制
通过DCS 技术可以对化工工程做联锁控制，联锁控制是一种利用计算机网络自主计算，从而采取行为对化工工程设备进行自动保护的方式。利用这一保护装置，在系统满足联锁装置条件时，化工工程系统能够自发的做出一些行为，例如关闭阀门、停运机泵等动作对化工运行过程进行保护。这一系列动作的进行，具有一定可靠性与敏捷性，能够在技术人员采取保护措施之前，对设备系统进行自发的保护，从一定程度上来说，也节约了劳动力与原料的损耗。
五、DCS 控制技术的应用成果及前景分析
相比传统的仪表控制系统，分散控制系统具有分散处理故障的特点，分散控制系统内部具有很多个微小处理器，每个微小的处理器都有着自己一个小控制范围，通过处理器，可以对化工工程故障进行分散处理，在某个微小处理器进行故障维修时不会影响系统其他部分的正常运作，分散控制系统的这一特点克服了化工工程系统故障集中的弱点。除此之外，分散控制系统还缩小了控制仪表的大小，减少了工程系统中电缆的使用量，缩减了化工工程的造价，又由于分散控制系统的智能操作性，化工工程的运行减少了大量的人力使用，也省去了一部分对技术人员的培训费用。采用分散控制系统对化工工程进行控制既节省了费用也减少了人力、物力资源的使用。但是，由于分散控制系统在实际运用中还存在技术不够成熟、系统材料造价比较高等问题，所以在 DCS 的应用过程中，还要不断地总结经验，完善分散控制系统的性能，使其能够更好地为企业生产服务。
六、结语
科学信息技术的发展，推动了自动化仪表、如DCS这样的控制系统的发展，工业化生产中自动化系统所占比重将会越来越大，与计算机技术相结合的自动化控制系统，因其智能性与稳定性能好，在工业企业中的应用越来越广泛，这对于提高工业企业生产效率，减少故障发生率，更好地实现生产智能化，促进企业竞争能力和经济效益提升具有重要的现实意义。
参考文献
[1]刘坤. 自动化仪表与控制系统的现状及发展对策[J]. 硅谷，2014，18：2+7.
[2]刘宝义. 浅谈自动化仪表与控制系统[J]. 黑龙江科技信息，2013，32：125.
【关键词】自动化仪表；DCS控制系统；故障；发展
自动化仪表是由许多自动化元件共同组合而成的一种自动化技术工具，具有测量、记录、显示、控制和报警等多种功能。近些年自动化控制发展迅速，如PLC、SIS、DCS等等。而DCS控制系统在我国化工企业中应用广泛，该控制系统能够大幅提高企业的生产效率，降低管理成本，节约能耗，提升企业的竞争力和经济效益。
一、DCS控制系统的概况
DCS 控制系统，即集中管理和分散控制系统，相对于传统的人力及简单的自动化控制系统，具有高可靠性和开放性、灵活性、自动化等诸多优势，已成为分散控制系统的主流，在化工企业应用较普遍。分散控制系统的应用站，能够实现技术人员对于生产现场的监督。控制站能够进行数据的收集与储存，通过对历史数据的记录，工作人员可以对设备运行状态进行分析，也可以对故障数据进行分析，总结故障原因，便于故障问题的解决。
二、DCS控制系统功能与结构分析
DCS 是一种结合纵向分散与横向分散的大型控制系统，它是借助于计算机、数据传输及 GRT 显示屏等技术来进行自动化控制的一种计算机控制系统。在化工企业生产控制过程中，利用 DCS 技术可以实现对整个化工过程的集中操作并且能够对其进行分散管理。其硬件组成主要有：一是实现管理操作的应用站，在应用站上，技术操作人员可以对整个化工过程进行监控与指导操作，以确保整个生产过程的稳定与顺利。同时，技术人员还能实现对设备各部分的系统数据进行监控并进行相关操作。二是现场控制站，现场控制站保障了化工过程现场的数据收集顺利进行，能够将技术操作人员的操作指令顺利实现，并为现场的网络通信及数据的收集传输与处理提供了保证。三是通信网络，通信网络是实现数据信息传输的重要设备，通信网络完好连接是实现化工过程顺利运行的关键，它保障了分散控制系统的稳定性与可靠性。分散控制系统的软件组成部分主要包括数据处理软件、通信软件、实时多任务处理软件。
三、DCS控制系统的功能
分散控制系统采用软件组态方式构成，构造形式灵活多变，可以实现不同的功能。
（一）DCS 控制技术具有实时性
利用控制站，可以实现化工过程现场的运行数据的监控与记录，并将数据及时的进行传输与分享，将数据信息传输到管理应用操作站，使技术操作人员能够第一时间拿到最新的数据资料，实现对化工现场的情况的监控与控制，确保现场工作能够顺利进行。
（二）DCS 控制技术具有参数调整功能
通过分散控制系统，技术操作人员能够实时监测整个工程系统各个部分运行的参数数据，并通过对数据进行分析来判断化工装置的运行状况。如果运行中出现了不正常情况或是不符合要求的状况，工作人员可以根据工程需要对设备参数进行即时精确的调整，使其能够按照技术操作人员的要求完成运行。参数调整主要包括对温度、压力等参数的调整。
（三）DCS 控制技术具有报警功能
分散控制系统的报警功能具体指：在化工作业过程中，如果某些设备出现了故障或者是不正常运行状况，这个时候显示屏的画面颜色会由绿色变为红色，或者还会有警报声音响起。利用 DSC 控制技术，企业的技术操作人员就能够及时的发现化工工程中所存在的技术故障问题及安全隐患，根据警报提示信息迅速的发现问题所在，并进行维修，保障整个工程的顺利稳定运行。
（四）DCS 控制技术具有监督功能
分散控制系统的应用站能够实现技术人员对于工程工作现场的监督，实现对工作情况的进一步了解。控制站能够进行数据的收集与储存，通过对历史数据的记录，工作人员可以进行设备运行状态的分析，也可以对故障数据进行分析，总结故障原因，便于故障问题的解决。
四、DCS 控制技术在化工过程中的应用
（一）对反应器反应温度的控制
反应器的温度决定着产品的质量。由于化学工程工艺中所使用的反应器一般体积都比较大，传热效果不是特别好，在进行温度测量时，并不能准确地测得反应器内部的实时温度，这样会造成较大的温度测量误差，所以，现代化工工程中所使用的一般是由 DCS 技术进行程序控制的温度测试仪，利用这种方式能克服反应器传热效果不好的特点，提高温度测量的准确度。在反应器内进行升温的时候，可以在DCS的控制下，进行相应的程序执行，温升以恒定的速率进行。如果温度上升的过快或者过慢，则DCS系统相应地进行反应温度程控切除程序，就可以在手动状态下调节温度的上升速率，使其控制在设定范围以内。
（二）联锁控制
通过DCS 技术可以对化工工程做联锁控制，联锁控制是一种利用计算机网络自主计算，从而采取行为对化工工程设备进行自动保护的方式。利用这一保护装置，在系统满足联锁装置条件时，化工工程系统能够自发的做出一些行为，例如关闭阀门、停运机泵等动作对化工运行过程进行保护。这一系列动作的进行，具有一定可靠性与敏捷性，能够在技术人员采取保护措施之前，对设备系统进行自发的保护，从一定程度上来说，也节约了劳动力与原料的损耗。
五、DCS 控制技术的应用成果及前景分析
相比传统的仪表控制系统，分散控制系统具有分散处理故障的特点，分散控制系统内部具有很多个微小处理器，每个微小的处理器都有着自己一个小控制范围，通过处理器，可以对化工工程故障进行分散处理，在某个微小处理器进行故障维修时不会影响系统其他部分的正常运作，分散控制系统的这一特点克服了化工工程系统故障集中的弱点。除此之外，分散控制系统还缩小了控制仪表的大小，减少了工程系统中电缆的使用量，缩减了化工工程的造价，又由于分散控制系统的智能操作性，化工工程的运行减少了大量的人力使用，也省去了一部分对技术人员的培训费用。采用分散控制系统对化工工程进行控制既节省了费用也减少了人力、物力资源的使用。但是，由于分散控制系统在实际运用中还存在技术不够成熟、系统材料造价比较高等问题，所以在 DCS 的应用过程中，还要不断地总结经验，完善分散控制系统的性能，使其能够更好地为企业生产服务。
六、结语
科学信息技术的发展，推动了自动化仪表、如DCS这样的控制系统的发展，工业化生产中自动化系统所占比重将会越来越大，与计算机技术相结合的自动化控制系统，因其智能性与稳定性能好，在工业企业中的应用越来越广泛，这对于提高工业企业生产效率，减少故障发生率，更好地实现生产智能化，促进企业竞争能力和经济效益提升具有重要的现实意义。
参考文献
[1]刘坤. 自动化仪表与控制系统的现状及发展对策[J]. 硅谷，2014，18：2+7.
[2]刘宝义. 浅谈自动化仪表与控制系统[J]. 黑龙江科技信息，2013，32：125.