汪盛紅

摘 要：DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫，在國內自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。

關鍵詞：DCS;控制系統(tǒng)

1 DCS的特點

①控制功能強?？蓪崿F(xiàn)復雜的控制規(guī)律，如串級、前饋、解耦、自適應、最優(yōu)和非線性控制等。也可實現(xiàn)順序控制;②系統(tǒng)可靠性高;③采用CRT操作站有良好的人機界面;④軟硬件采用模塊化積木式結構;⑤系統(tǒng)容易開發(fā);⑥用組態(tài)軟件，編程簡單，操作方便;⑦有良好的性價比。

2 設計

2.1 硬件設計

DCS硬件設備由管理操作應用工作站、現(xiàn)場控制站和通信網絡組成。管理操作應用工作站包括工程師站、操作員站、歷史數據站等各種功能服務站。

2.2 軟件設計

DCS軟件系統(tǒng)是DCS系統(tǒng)的關鍵組成部分之一。與常規(guī)模擬儀表控制系統(tǒng)不同，數字化的控制系統(tǒng)主要依靠軟件實現(xiàn)各種控制功能，可以說，DCS的硬件只提供了軟件運行的平臺，而DCS要實現(xiàn)什么功能，完成什么控制，完全靠軟件才能實現(xiàn)。①DCS的直接控制軟件。直接控制軟件主要是指運行在主控制器，即MCU上的軟件，這是DCS軟件的核心，整個DCS的功能、性能完全取決于直接控制軟件的質量。經典的直接控制軟件主要包括三個主模塊：輸入模塊、運算模塊、輸出模塊;②DCS的監(jiān)督控制軟件。如果說直接控制軟件是面向控制，面向現(xiàn)場的，那么監(jiān)督控制軟件則是面向監(jiān)視、面向操作員的。

2.3 通信協(xié)議

PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現(xiàn)場總線標準，廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通、電力等其他領域自動化。

2.4 發(fā)展方向

趨勢一：集成自動化系統(tǒng)水平不斷提高-世界級規(guī)模的工廠需要集成自動化的系統(tǒng)。趨勢二：MAV成為一種新的模式-MAV策略，是近年來在石油化工行業(yè)新興的一種自動化系統(tǒng)建設模式。趨勢三：網絡架構信息安全問題。當前的現(xiàn)代石油化工企業(yè)在網絡架構上通常采用ERP/MES/PCS三層網絡結構。一體化的網絡結構，促使我們從規(guī)劃伊始就要從硬件、軟件以及維護等方面統(tǒng)籌考慮。趨勢四：現(xiàn)場總線技術的應用在向前推進。隨著現(xiàn)場總線技術、產品的不斷發(fā)展以及應用經驗的不斷豐富，現(xiàn)場總線技術在流程工業(yè)、制造工業(yè)的應用也在不斷地開拓。趨勢五：自動化技術未來增長點-我國二氧化碳排放量、工業(yè)能耗普遍偏高。其中，原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于國際領先水平。

3 應用

在磺化工序中加入精萘，給釜套內通蒸汽升溫至100℃，精萘熔化后開啟攪拌，繼續(xù)升溫至135℃時，將磺化釜的升氣管道閥門打開，緩慢添加濃硫酸，反應生成α萘磺酸，因為是放熱反應，溫度繼續(xù)上升，155℃生成β萘磺酸，恒溫半小時后，將環(huán)己烷加進磺化釜帶水?？s合工序中通過泵向縮合釜滴加甲醛，添加磺化釜的產物β萘磺酸，開電機攪拌，同樣是放熱反應，溫度繼續(xù)上升至115℃，反應生成亞甲基二萘二磺酸，恒溫3h，給在中和工序中提前將堿液加入堿液儲罐和計量罐，然后加入中和釜內，加脫鹽水稀釋，接著加來自縮合釜的產物亞甲基二萘二磺酸，開電機攪拌，1h后反應基本完成，生成亞甲基二萘二磺酸鈉（NNO/Nβ），加入硅藻土攪拌均勻，進行過濾。釜套內加冷卻水降溫至70-80℃，加脫鹽水水解，在縮合釜工作結束。

4 批量控制

工藝中的一些物料添加是定量的，這就需要對物料的流量做累積，當累積值達到需要的量時，自動進行相應的關閥/停泵動作，當然有時也需要手動進行操作，也做了相應的手動按鈕。在工藝中需要批量控制的有：各反應釜加脫鹽水、縮合釜加甲醛、中和釜加堿液以及成品輸送。

5 聯(lián)鎖控制

出于安全考慮，為磺化釜和縮合釜做了聯(lián)鎖保護。DCS控制系統(tǒng)具有可靠性、易用性、先進性等特點。生產過程實現(xiàn)人機對話，主操作站上進行操作、監(jiān)視，軟件組態(tài)中復雜回路控制外，還編制了能夠集中顯示、監(jiān)測和過程控制各種畫面;每個控制站、工程師和操作員站都用兩根以太網線進行通信，其中任何一根網線出現(xiàn)故障都不影響整套系統(tǒng)正常運行，同時會系統(tǒng)中產生聲光報警，系統(tǒng)狀態(tài)圖也會由綠色變成紅色，以提示維護人員排除故障。聯(lián)鎖系統(tǒng)全部由計算機軟件高級語言編程實現(xiàn)，具有較強可靠性、敏捷性、準確性和關聯(lián)性。它能取代操作人員要進行大量操作以贏時間。

6 結束語

①C4屬于易燃易爆化學品，存儲具有一定的危險性，當溫度過高時應采取降溫措施，因此可實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，集成自動化程度;②在乳化劑裝置中地融槽作業(yè)存在一定的危險性，如果氮氣泄露會引起人員傷亡，或者因溫度過高引起氧含量降低，因此加裝氧含量檢測報警儀，從而很直觀的顯示當前氧含量值，從而保障人身安全;③在擴散劑裝置中，磺化縮合工序是一個放熱的過程，反應劇烈程度不同，因此升溫速率也不相同，而且對溫度要求過高，在這過程當中有時會出現(xiàn)失控的情況，所以冷卻水加分成調節(jié)閥，系統(tǒng)連鎖，根據升溫速率，調節(jié)調節(jié)閥的開度。

參考文獻：

[1]金以慧，郭仲偉.過程系統(tǒng)控制與原理[M].北京：中國石化出版社，1998.

[2]黃天戎.DCS通訊網絡的研究與分析[J].計算機工程，2003 （5）：25-28.