石油化工中DCS应用探讨.doc

石油化工中dcs应用探讨摘 要：随着科学技术的不断进步，石油化工企业的自动化程度越来越高，产生了大量的生产过程控制数据，dcs由于具备其他系统无法比拟的特点和优点，被广泛应用于采集、处理、归纳和控制这些信息，方便企业作出及时、正确决策，在激烈的市场竞争中立足。关键词：石油化工;dcs;应用随着科学技术的不断进步，石油化工企业的自动化程度越来越高，产生了大量的生产过程控制数据，dcs由于具备其他系统无法比拟的特点和优点，被广泛应用于采集、处理、归纳和控制这些信息，方便企业作出及时、正确决策，在激烈的市场竞争中立足。1 dcs的发展dcs，即以微处理器为基础的结合计算机技术、控制技术、通信技术、阴极射线管图形显示技术和网络技术等的分布式计算机控制系统，主要包括三部分：控制站，作为整个dcs的基础，可在不与操作站及网络相连的脱机状态下，完成企业生产运行过程控制策略，保证生产装置运行；操作站，往往通过数据组织和存储实现操作员、工程师、通信和高级语言等功能；通信网络，是保证整个系统实时性、可靠性和可扩充性的生命线。自20世纪70年代以来，dcs伴随着计算机、控制、通信网络、组态软件、信息集成和数据库等技术的更新而不断发展，主要体现在以下几个方面：一是由单一发展为管控一体的综合集成系统，保证dcs系统从生产现场到车间和从工厂到公司的整个信息通道的全面性、准确性和实时性；二是适时融合人工智能、专家系统、自适应、预测和推理等先进技术，实现智能化控制功能；三是由封闭发展为开放的网络系统，方便安全地通过网络进行生产指挥调度；四是将无线网络技术、数字视频技术和容错以太网结合，进行现场操作监控、故障处理和仪表校验，实现操作与维护的无缝集成；五是采用无底板模块结构等先进技术，进一步增强控制站功能的可靠性、稳定性和安全性。2 dcs的优点在讨论dcs的优点时，我们首先要清楚dcs在石化生产过程中所能满足的功能。具体来说，dcs首先要满足的功能是采集和控制占据绝大比例的温度、流量、压力等模拟量的数据；其次要满足的功能是在塔、罐等大型工艺设备运转中各种机电设备如风机、泵类及各种阀门的开关量的顺序控制；第三要满足的功能是结合前两个功能的石化工业产品的批量控制，也被称为混合控制；第四要满足的功能是一般系统通用的要求，如安全、便捷、简单、人机界面友好、便于维护和升级。正是由于dcs功能众多，才使其具备其他系统无法比拟的特点和有点，满足石化企业的生产所需。（1）分散自治性：指通过地域、设备和功能的分散，将硬件积木化，软件模块化，保持系统中设备的工作独立性，如控制站自主地进行输入、运算、控制和输出，操作员站自主地实现监视、操作和管理，工程师站可以在线或离线组态等，实现分散危险的目的，进而提高系统的可靠性和安全性。（2）集中协调性：这与分散自治性并不冲突，因为集中协调是指通过集中监视、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。（3）灵活扩展性：硬件采用积木式结构，可以灵活地配置成小、中、大各类系统，并可以根据企业的发展逐步扩展系统。软件采用模块式结构，提供输入、输出、运算和控制功能块，可以灵活地组态构成简单、复杂各类控制系统，并可以根据生产工艺流程的改变，随时修改控制方案。（4）可靠适应性：前面已经讲到，dcs的分散自治性可将危险分散，再加上采用先进的制造工艺和高性能的元器件，运用一系列冗余技术、热拔插技术、抗干扰、故障诊断和故障屏蔽等技术，可大幅提高dcs的可靠性，使其能够适应各种恶劣的工作环境。（5）先进继承性：dcs更新换代一般比较快，先进性是指硬件上采用先进的计算机、通信网络和人机接口；软件上采用先进的操作系统、数据库、网络管理和控制语言；控制算法上采用自适应、预测、推理、优化等先进控制技术。继承性则体现在新、老系统互相兼容，可以给用户带来更好的利益。3 dcs应用需注意的问题在石油化工企业的实际生产运行中，虽然dcs技术日趋完善，但在某些方面仍然需要十分注意。3.1 选型问题选型问题是dcs在新建项目或改造项目中都需要重点考虑的问题。由于石化企业在标书中通常不是指定dcs的型号，而只是规定i/0点数、控制回路数、控制室与现场工艺装置之间的物理位置、人机界面要求、先进控制或数学模型优化等方面的要求、与整个企业管理网络之间关系等要求，所以企业在标书中为了显示公平、公正、公开的原则，还应提出dcs应符合各种标准或特殊的性能指标等等。另外，dcs在论证和选型时往往关注业绩问题，会选一些适合自身，被其他企业采用最多的dcs系统，因为这样风险较小。3.2 服务问题严格来说，dcs厂家或系统集成商应提供的服务包括前期、中期和后期三阶段服务。前期阶段服务主要是指在签订合同前，厂家应无偿提供方案认证、报价，技术谈判等方面的dcs服务；中期阶段服务是合同签订后，厂家提供的开工后、投产前硬件方案最终确认，软件(指系统组态等)编制和键入生成，整机出厂前的验收，工程技术人员和操作人员的技术培训等服务；从货到现场后的开箱验收、整机现场安装通电验收、回路静态连调、顺序控制逻辑关系的确认到整个工艺装置开车中系统投运的指导、程序修改后的拷贝和工程验收，甚至延伸至保质期内的无偿维修服务及过后的有偿维修服务(全球24小时响应)及网远程服务等都属于后期服务。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出色，还无法提供最优质的全面解决方案。参考文献1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，（16）.2刘齐忠