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DCS控制系统在化工自动化中的应用研究

2021/5/14    来源:《石油石化物资采购》    作者:马权帅  金富强      
关键字:DCS  控制系统  化工自动化  应用研究  
随着科学技术的不断发展,化工自动化技术得到了显著的提高,DCS控制系统就是当前化工自动化技术中具有较高先进性的控制系统,能够在化工生产活动中发挥重要的自动化作用,促进化工自动化的效率和质量提高。本文通过对DCS控制系统在化工自动化中的应用分析,深入挖掘其中存在的应用问题,探讨能够有所改善的应对措施,加强DCS控制系统在化工自动化中的应用效果。
一、DCS控制系统及未来前景

       DCS控制系统主要通过发达的运算能力对化工生产过程进行设备和细节的监控等功能,包括对微型计算机内部数据模块内容的提取以及相应数据的运算分析和存储等,既能够保证较高的准确率,又能够保证较高的运行速度。在化工生产过程中,能够对生产设备和生产情况做到第一时间的快速掌握,并对各项运行参数进行了解,通过功能模块丰富、界面风格简洁的人机交互界面便捷的进行相关操作。当化工生产发生故障时,能够快速对故障进行定位、分析和诊断,采取相应的处理措施,降低故障对化工生产的不良影响,有助于化工生产活动高效率和高质量的进行。

二、DCS控制系统常见问题及解决方法

       1.DCS软件故障

       在任何系统中,都可能存在软件设备的故障问题,通常是由于兼容性较低、无法安装以及功能缺陷而导致。在实际的DCS控制系统应用中,软件设备涵盖了工程师站、组态、操作员站、服务器等,每种软件设备都有着不同的功能和特性,通常服务商也存在差异,所以常会引发软件设备之间的冲突,使系统功能无法有效运行。针对软件设备问题,首先可以采取先对软件的兼容性进行检查方式,讨论是否能够排除兼容性所引发的故障;其次,可以进行测试下装软件,对下装软件问题进行进一步排除;最后,是对软件设备的管理机制进行检查,并在化工生产活动应用过程中,对软件设备进行相应的优化,通过硬性的体系作用,使软件得到科学规范,避免由于管理机制问题导致的软件设备故障。

       2.操作过程故障

       在DCS控制系统操作过程中产生的故障较为复杂,包括操作异常、运行异常、系统死机等情况,会对化工生产造成较大的影响。主要故障原因包括计算机系统受到病毒攻击导致网络产生延迟或系统功能无法正常运行;MCU容量的设置不合理或没有对长期运行的机箱进行定期清理,导致系统内存占用过大、机箱内配件接触不良、风箱故障等情况。当发生DCS控制系统内部故障时,会产生显示器蓝屏、系统死机等问题,需要对问题原因进行逐一排查。为了避免DCS控制系统在操作过程中的故障发生,需要加强在日常操作中的维护管理工作,包括安装强力的杀毒软件,定期对系统进行病毒查杀,确保系统在安全的网络环境下运行;对MCU容量进行科学设置,预防MCU容量过高或过低的问题发生等。

       3.干扰因素的影响

       DCS控制系统是通过计算机网络技术对传达的指令进行执行,传达的过程中可能会受到干扰因素的影响,导致传达的效率降低或准确性降低,包括电磁绕组对模拟量的干扰、变频器对通讯设备的干扰等。当受到干扰因素影响时,会使控制系统的相关功能和设备无法正常运行,严重影响了对化工生产的监管。所以需要加强对相关功能和设备的性能检查,确保在良好的运行状态中,并通过滤波器的设置,对变频器的载波频率能够有效地降低,降低干扰因素对DCS控制系统的不良影响。

三、DCS控制系统在化工自动化中的应用维护

       1.制定科学有效的维护计划

       随着DCS控制系统的技术成熟和广泛推广,DCS控制系统的应用数量持续增长,为了提高DCS控制系统的应用效果,需要根据系统的运行情况,制定出科学合理的维护计划,降低系统故障的发生概率,提高系统运行的安全性、稳定性和可靠性,延长系统的使用寿命。比如,在EPKS DCS控制系统中,具有软件与硬件相结合的系统特性,能够表现出较高的伸缩和适应性能,对于电脑的应用要求较低,都可以进行冗余,其内部系统为IO处理系统。所以针对以上EPKS DCS控制系统的了解,可以在维护计划的制定中分成两个主要部分,一是针对系统内部软件的维护,二是针对系统的运行和分析情况的维护。科学合理的维护计划能够充分体现出维护工作的科学性和专业性,使DCS控制系统的运行效率得到有效的保障和提高。

       2.故障检测方法的改进

       对故障检测方法的改进可以提升故障检测的效率和准确率,更快速地对故障问题进行处理,使故障导致化工生产的不良影响得到降低。首先,可以采用信息检测法,就是在DCS控制系统中安装信息收集器,通过对大量信息的收集进行与标准信息的对比分析,当存在超出合理范围的差异情况时,收集器能够向中央控制器进行报警,立即提示相关人员DCS控制系统中的故障问题存在;其次,可以采用电子控制法,对DCS控制系统的运行情况进行电子探测仪器的检查,一旦存在异常情况立即报警,同样能够提示相关人员DCS控制系统中的故障问题存在。

       3.DCS控制系统的预期维护

       化工自动化的预期维护是保障DCS控制系统正常运行的重要关键,DCS控制系统需要与化工自动化生产紧密连接,才能够充分发挥出系统中的各项控制功能,如果在化工自动化内部出现故障,不仅会导致DCS控制系统无法正常运行,甚至会导致整个自动化生产奔溃,造成较大的经济损失。以化工自动化生产中应用的EPKS DCS控制系统为例,由于系统处理和人机接口单位的兼容性较高,能够及时自动补充资源,所以在对系统进行内部维护时,需要着重检查系统的兼容性情况和信息处理自动化识别功能,当表现出过慢的系统运行速度和不完善的系统数据时,需要对系统进行升级处理等。对于病毒的查杀维护,不仅需要安装强力的杀毒软件,还需要及时对病毒库进行更新,降低新型病毒对系统的威胁,并将DCS控制系统与计算机网络防火墙进行连接检测,使系统的病毒防御能力能够更好的提高。

       4.DCS控制系统在工业自动化中的内部维护

       工业自动化的内部维护是保障DCS控制系统正常运行的重要关键,DCS 控制系统需要与工业自动化生产紧密连接,才能够充分发挥出系统中的各项控制功能,如果在工业自动化内部出现故障,不仅会导致DCS控制系统无法正常运行,甚至会导致整个自动化生产崩溃,造成较大的经济损失。以工业自动化生产中应用的 EPKS?DCS控制系统为例,由于该系统处理和人机接口单位的兼容性较高,能够及时自动补充资源,所以在对系统进行内部维护时,需要着重检查系统的兼容性情况和信息处理自动化识别功能,当出现DCS系统运行速度过慢和系统数据不完善时,需要对该DCS系统进行升级处理等。定期对DCS系统进行病毒查杀维护也是非常必要的,不仅需要安装强力的杀毒软件,还需要及时对病毒库进行更新,降低新型病毒对系统的威胁,并将DCS控制系统与计算机网络防火墙进行连接检测,使系统的病毒防御能力能够更好的提高。

       5.DCS系统在化工领域的应用

       以日本横河CS3000 DCS系统在清洁油品的控制为例,来说明DCS系统在化工领域的应用。CS3000系统是一种先进的DCS控制系统,广泛应用于石油化工领域。随着近些年来全社会对于环保舍业的高度重视,在当今大背景下,生产出高质量的清洁油品成为目前国内外在石油化工行业的重点课题之一,其中生产环节中采用加氢技术成为生产高清洁油品的一项主要途径,成为保护环境,减少资源浪费的一项重要手段。加氢技术存在动态过程较为繁琐、影响因素较为复杂等限制因素,因此在加氢技术过程中,必须严格控制每一个生产环节,才能保证生产出高质量的清洁油品。CS3000控制系统可用于加氢技术的生产流程之中,在数据采集系统、顺序控制系统及模拟量控制系统等的共同作用下,保证了加氢工艺生产流程可靠、安全。在加氢工艺流程的应用过程中,CS3000控制系统的主要功能包括基础数据监控、系统屏蔽及进行动态仿真测试等内容。该控制系统在应用的可靠性、通讯的稳定性具有显著优势。在系统的应用过程中主要包括对原料油的缓冲罐的压力进行分程控制、对反应加热炉的触控温度进行串级控制、对冷高压分离罐液位进行调节和联锁控制及对酸性水罐的液位进行控制等内容。

四、结语

       DCS控制系统在化工自动化中能起到高效率和高质量的控制作用,能够发挥出良好的应用效果,但是,在应用过程中会产生部分问题,通过对DCS控制系统在化工自动化中的应用分析,能够使问题的原因和解决的对策得以明确,更好地发挥出DCS控制系统的应用价值。

       参考文献:
       [1]康凯,高韵涵.探讨DCS控制系统在化工自动化中的应用[J].计算机产品与流通,2019(005):125-125.
       [2]张忠民.浅析DCS控制系统在化工自动化中的应用[J].神州,2019(005):241-241.
       [3]张福科.探讨DCS控制系统在化工自动化中的应用[J].数字技术与应用, 2020(1):3-3.
责任编辑:杨培
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