夏慶男

（唐山三友氯堿有限責任公司 華北理工大學，河北 唐山 063000）

DCS系統(tǒng)在企業(yè)的化學生產(chǎn)中發(fā)揮著關鍵性的作用,除了可以促進企業(yè)生產(chǎn)效率的提升,提高產(chǎn)品的使用質(zhì)量外,還可以為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。對我國化工企業(yè)而言,應該進一步加深對 DCS 控制系統(tǒng)的研發(fā)和應用,使其在化工生產(chǎn)中發(fā)揮出更大的作用。

一、DCS控制系統(tǒng)體系結構

DCS系統(tǒng)就是主要集4C技術于一體的分布式的計算機控制系統(tǒng)，主要為計算機技術基于網(wǎng)絡通信實現(xiàn)控制網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，其中控制中樞為電腦，主要通過監(jiān)控實現(xiàn)效率且精準的操作來控制工業(yè)設備，相對于網(wǎng)絡有著極高的安全系數(shù)，全面的保證了工業(yè)設備使用過程的安全。DCS控制系統(tǒng)操作過程非常簡單，系統(tǒng)結構為分布式結構，系統(tǒng)主要由集中管理、分散監(jiān)控和網(wǎng)絡通信3部分組成。

通過 DCS 控制系統(tǒng)還能夠建立起自動化控制網(wǎng)絡,實現(xiàn)對相關設備儀器自動化操作的集成,防止在生產(chǎn)作業(yè)期間發(fā)生安全問題,確保整個生產(chǎn)工作的高效完成,切實提升生產(chǎn)系統(tǒng)的實際運行效率。需要注意的是,在進行實際生產(chǎn)作業(yè)時,必須要嚴格遵守相關規(guī)定和各項具體要求進行每一項操作,不可以隨意變動和調(diào)整。通過對不同傳感器設置參數(shù)的深入探究和分析,如溫度、速度、壓力等,可以對控制程序進行科學有效的編制,從而保障生產(chǎn)系統(tǒng)的順利運行。

二、DCS控制系統(tǒng)實時功能

首先就應該在生產(chǎn)現(xiàn)場將控制點布置好，并且在DCS控制系統(tǒng)中構建O/I系統(tǒng)服務，這樣不僅能夠有效的采集各個控制點的各種信息數(shù)據(jù)，并且還能將其在操作員站的顯示設備中顯示出來，這之中包括單回路的控制畫面、數(shù)據(jù)、聲音等等，將變化的情況清楚的反應出來，將系統(tǒng)的運行狀態(tài)直觀的展現(xiàn)出來。隨著近年來化工行業(yè)引入自動化控制技術，單片機作為現(xiàn)場使用的器件，要求體積小、功耗低、抗干擾強：因此目前單片機一般都采用CMOS工藝制造。單片機作為具有多種功能的可編程器件，可以用于各種產(chǎn)品。進入單片機的信號可以分為開關量和模擬量。一般來說開關量信號比較簡單，可由各種繼電器接點、開關、按鈕等產(chǎn)生。這一類信號與單片機的連接比較簡單，一般可以通過加上拉電阻的方法將其轉(zhuǎn)換為與單片機的電源相同的電平信號后與單片機的普通I／O端口連接。通過按鈕控制程序到可編程邏輯控制器。程序的核心是采用與可編程邏輯控制器相同的方案和組件，單片機程序增加了基于可編程邏輯控制器監(jiān)控程序的編寫功能，大大簡化了設計工作量。信息處理部分是整個系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，但其硬件部分卻可能很簡單，只有一個單片機。通常情況下，我們應盡可能將需要程序控制功能或定時功能的工作交給單片機完成，用軟件取代復雜的硬件電路。如果僅靠軟件和低檔單片機無法滿足信息處理的要求，首先應該考慮選功能更強大的單片機。但有時單靠一個單片機實在不可能滿足系統(tǒng)需要的功能，例如：一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要大量的RAM空間存放數(shù)據(jù)；一個密碼鎖系統(tǒng)需要有一定的EEPROM空間存放數(shù)據(jù)以保證斷電后系統(tǒng)仍然能記憶一些信息；一個多媒體控制系統(tǒng)需要有多個單片機分別處理聲音、圖像和人機對話的控制信號才能滿足其實時控制要求等等。對這樣的系統(tǒng)進行設計時，不可避免地要利用單片機的I／O端口進行功能擴展，才能完成復雜的信息處理工作。特別是利用MCS一51系列中的8031單片機設計的系統(tǒng)（8031在過去設計的單片機系統(tǒng)中是最常用的單片機芯片），由于其內(nèi)部沒有程序存儲器，必須利用I／O端口擴展出程序空間。

DCS系統(tǒng)通常是由信號控制，軟件控制，硬件設備構成，通過采取有機控制模式進行離散環(huán)境的集中監(jiān)管，從而對生產(chǎn)流程進行全面優(yōu)化。在此過程中，電路系統(tǒng)和相關硬件均能夠?qū)崿F(xiàn)全面控制，從而使多變量得到進一步優(yōu)化，在某種情況下，單回路控制是DCS控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分。DCS控制系統(tǒng)應用過程中，在一定程度上改進信號傳輸形式，使用二進制數(shù)字信號代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子模型信號，在實現(xiàn)信號傳輸過程中，具有較為明顯的優(yōu)勢。不僅能夠更為有效的抵抗外界干擾。同時也在很大程度上提升信號傳輸精準度和傳輸質(zhì)量，大大降低信號傳輸誤差，確保實現(xiàn)更為準確的信號傳輸。與此同時，DCS系統(tǒng)構架也隨著傳輸信號的簡潔化而簡化，確保簡化處理不必要線路及抗干擾器，大大提升DCS控制系統(tǒng)信號傳輸?shù)目煽啃院陀行浴?/p>

三、聯(lián)鎖控制

對于聯(lián)鎖控制而言,其各項應用功能主要是控制系統(tǒng)自身進行實際運算的體現(xiàn),從而使設備能夠?qū)崿F(xiàn)自動開啟和關閉的功能。由于 DCS 自動系統(tǒng)的自動化程度不斷提升,使得該系統(tǒng)在我國化工領域中得到了大范圍的推廣和應用,防止了人工操作容易出現(xiàn)的各種安全問題和操作上的失誤。按照過程儀表的實際反饋內(nèi)容,可以將自動控制系統(tǒng)中的數(shù)值進行調(diào)整,使其實現(xiàn)自動化操作。這樣就可以應用于化工生產(chǎn)當中,從而實現(xiàn)無人化操作的連續(xù)生產(chǎn)。對于部分風險程度較高的生產(chǎn)車間而言,應用聯(lián)鎖控制能夠避免人力操作引發(fā)的各項安全問題,確?；どa(chǎn)作業(yè)的安全,促進企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的提升。

四、結語

總而言之, 基于計算機技術發(fā)展起來的DCS 系統(tǒng), 是由軟件和硬件的共同配合來完成自動化生產(chǎn)控制功能的。將DCS系統(tǒng)用于化工生產(chǎn)領域,不僅能夠有效實現(xiàn)對化工生產(chǎn)方式的過程控制, 還能夠?qū)崿F(xiàn)對傳統(tǒng)化工生產(chǎn)中單純靠人工形式進行的工作環(huán)節(jié), 解放了勞動力, 提升了生產(chǎn)效率,確?；どa(chǎn)的安全可靠性。在未來的化工領域發(fā)展中, 化工企業(yè)應該本著自身生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量的提升, 不斷的對DCS 系統(tǒng)進行研究和使用推廣,確保化工行業(yè)的總體發(fā)展穩(wěn)定性。