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
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2012)08-0191-02
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??榻峁沟认冉际?,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??榛?,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??槭浇峁?,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
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