DCS控制系統(tǒng)在化工自動(dòng)化中的應(yīng)用研究
一、DCS控制系統(tǒng)及未來(lái)前景
DCS控制系統(tǒng)主要通過(guò)發(fā)達(dá)的運(yùn)算能力對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行設(shè)備和細(xì)節(jié)的監(jiān)控等功能,包括對(duì)微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)模塊內(nèi)容的提取以及相應(yīng)數(shù)據(jù)的運(yùn)算分析和存儲(chǔ)等,既能夠保證較高的準(zhǔn)確率,又能夠保證較高的運(yùn)行速度。在化工生產(chǎn)過(guò)程中,能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)情況做到第*時(shí)間的快速掌握,并對(duì)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了解,通過(guò)功能模塊豐富、界面風(fēng)格簡(jiǎn)潔的人機(jī)交互界面便捷的進(jìn)行相關(guān)操作。當(dāng)化工生產(chǎn)發(fā)生故障時(shí),能夠快速對(duì)故障進(jìn)行定位、分析和診斷,采取相應(yīng)的處理措施,降低故障對(duì)化工生產(chǎn)的不良影響,有助于化工生產(chǎn)活動(dòng)高效率和高質(zhì)量的進(jìn)行。
二、DCS控制系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
1.DCS軟件故障
在任何系統(tǒng)中,都可能存在軟件設(shè)備的故障問(wèn)題,通常是由于兼容性較低、無(wú)法安裝以及功能缺陷而導(dǎo)致。在實(shí)際的DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用中,軟件設(shè)備涵蓋了工程師站、組態(tài)、操作員站、服務(wù)器等,每種軟件設(shè)備都有著不同的功能和特性,通常服務(wù)商也存在差異,所以常會(huì)引發(fā)軟件設(shè)備之間的沖突,使系統(tǒng)功能無(wú)法有效運(yùn)行。針對(duì)軟件設(shè)備問(wèn)題,首先可以采取先對(duì)軟件的兼容性進(jìn)行檢查方式,討論是否能夠排除兼容性所引發(fā)的故障;其次,可以進(jìn)行測(cè)試下裝軟件,對(duì)下裝軟件問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步排除;最后,是對(duì)軟件設(shè)備的管理機(jī)制進(jìn)行檢查,并在化工生產(chǎn)活動(dòng)應(yīng)用過(guò)程中,對(duì)軟件設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化,通過(guò)硬性的體系作用,使軟件得到科學(xué)規(guī)范,避免由于管理機(jī)制問(wèn)題導(dǎo)致的軟件設(shè)備故障。
2.操作過(guò)程故障
在DCS控制系統(tǒng)操作過(guò)程中產(chǎn)生的故障較為復(fù)雜,包括操作異常、運(yùn)行異常、系統(tǒng)死機(jī)等情況,會(huì)對(duì)化工生產(chǎn)造成較大的影響。主要故障原因包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到病毒攻擊導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生延遲或系統(tǒng)功能無(wú)法正常運(yùn)行;MCU容量的設(shè)置不合理或沒(méi)有對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的機(jī)箱進(jìn)行定期清理,導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)存占用過(guò)大、機(jī)箱內(nèi)配件接觸不良、風(fēng)箱故障等情況。當(dāng)發(fā)生DCS控制系統(tǒng)內(nèi)部故障時(shí),會(huì)產(chǎn)生顯示器藍(lán)屏、系統(tǒng)死機(jī)等問(wèn)題,需要對(duì)問(wèn)題原因進(jìn)行逐一排查。為了避免DCS控制系統(tǒng)在操作過(guò)程中的故障發(fā)生,需要加強(qiáng)在日常操作中的維護(hù)管理工作,包括安裝強(qiáng)力的殺毒軟件,定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行病毒查殺,確保系統(tǒng)在安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行;對(duì)MCU容量進(jìn)行科學(xué)設(shè)置,預(yù)防MCU容量過(guò)高或過(guò)低的問(wèn)題發(fā)生等。
3.干擾因素的影響
DCS控制系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)傳達(dá)的指令進(jìn)行執(zhí)行,傳達(dá)的過(guò)程中可能會(huì)受到干擾因素的影響,導(dǎo)致傳達(dá)的效率降低或準(zhǔn)確性降低,包括電磁繞組對(duì)模擬量的干擾、變頻器對(duì)通訊設(shè)備的干擾等。當(dāng)受到干擾因素影響時(shí),會(huì)使控制系統(tǒng)的相關(guān)功能和設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行,嚴(yán)重影響了對(duì)化工生產(chǎn)的監(jiān)管。所以需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)功能和設(shè)備的性能檢查,確保在良好的運(yùn)行狀態(tài)中,并通過(guò)濾波器的設(shè)置,對(duì)變頻器的載波頻率能夠有效地降低,降低干擾因素對(duì)DCS控制系統(tǒng)的不良影響。
三、DCS控制系統(tǒng)在化工自動(dòng)化中的應(yīng)用維護(hù)
1.制定科學(xué)有效的維護(hù)計(jì)劃
隨著DCS控制系統(tǒng)的技術(shù)成熟和廣泛推廣,DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng),為了提高DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果,需要根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,制定出科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃,降低系統(tǒng)故障的發(fā)生概率,提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性,延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。比如,在EPKS DCS控制系統(tǒng)中,具有軟件與硬件相結(jié)合的系統(tǒng)特性,能夠表現(xiàn)出較高的伸縮和適應(yīng)性能,對(duì)于電腦的應(yīng)用要求較低,都可以進(jìn)行冗余,其內(nèi)部系統(tǒng)為IO處理系統(tǒng)。所以針對(duì)以上EPKS DCS控制系統(tǒng)的了解,可以在維護(hù)計(jì)劃的制定中分成兩個(gè)主要部分,一是針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部軟件的維護(hù),二是針對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行和分析情況的維護(hù)。科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃能夠充分體現(xiàn)出維護(hù)工作的科學(xué)性和專(zhuān)業(yè)性,使DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到有效的保障和提高。
2.故障檢測(cè)方法的改進(jìn)
對(duì)故障檢測(cè)方法的改進(jìn)可以提升故障檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確率,更快速地對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行處理,使故障導(dǎo)致化工生產(chǎn)的不良影響得到降低。首先,可以采用信息檢測(cè)法,就是在DCS控制系統(tǒng)中安裝信息收集器,通過(guò)對(duì)大量信息的收集進(jìn)行與標(biāo)準(zhǔn)信息的對(duì)比分析,當(dāng)存在超出合理范圍的差異情況時(shí),收集器能夠向中央控制器進(jìn)行報(bào)警,立即提示相關(guān)人員DCS控制系統(tǒng)中的故障問(wèn)題存在;其次,可以采用電子控制法,對(duì)DCS控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行電子探測(cè)儀器的檢查,一旦存在異常情況立即報(bào)警,同樣能夠提示相關(guān)人員DCS控制系統(tǒng)中的故障問(wèn)題存在。
3.DCS控制系統(tǒng)的預(yù)期維護(hù)
化工自動(dòng)化的預(yù)期維護(hù)是保障DCS控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要關(guān)鍵,DCS控制系統(tǒng)需要與化工自動(dòng)化生產(chǎn)緊密連接,才能夠充分發(fā)揮出系統(tǒng)中的各項(xiàng)控制功能,如果在化工自動(dòng)化內(nèi)部出現(xiàn)故障,不僅會(huì)導(dǎo)致DCS控制系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行,甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)奔潰,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。以化工自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用的EPKS DCS控制系統(tǒng)為例,由于系統(tǒng)處理和人機(jī)接口單位的兼容性較高,能夠及時(shí)自動(dòng)補(bǔ)充資源,所以在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部維護(hù)時(shí),需要著重檢查系統(tǒng)的兼容性情況和信息處理自動(dòng)化識(shí)別功能,當(dāng)表現(xiàn)出過(guò)慢的系統(tǒng)運(yùn)行速度和不完善的系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí),需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)處理等。對(duì)于病毒的查殺維護(hù),不僅需要安裝強(qiáng)力的殺毒軟件,還需要及時(shí)對(duì)病毒庫(kù)進(jìn)行更新,降低新型病毒對(duì)系統(tǒng)的威脅,并將DCS控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防火墻進(jìn)行連接檢測(cè),使系統(tǒng)的病毒防御能力能夠更好的提高。
4.DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中的內(nèi)部維護(hù)
工業(yè)自動(dòng)化的內(nèi)部維護(hù)是保障DCS控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要關(guān)鍵,DCS 控制系統(tǒng)需要與工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)緊密連接,才能夠充分發(fā)揮出系統(tǒng)中的各項(xiàng)控制功能,如果在工業(yè)自動(dòng)化內(nèi)部出現(xiàn)故障,不僅會(huì)導(dǎo)致DCS控制系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行,甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)崩潰,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。以工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用的 EPKS?DCS控制系統(tǒng)為例,由于該系統(tǒng)處理和人機(jī)接口單位的兼容性較高,能夠及時(shí)自動(dòng)補(bǔ)充資源,所以在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部維護(hù)時(shí),需要著重檢查系統(tǒng)的兼容性情況和信息處理自動(dòng)化識(shí)別功能,當(dāng)出現(xiàn)DCS系統(tǒng)運(yùn)行速度過(guò)慢和系統(tǒng)數(shù)據(jù)不完善時(shí),需要對(duì)該DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)處理等。定期對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行病毒查殺維護(hù)也是非常必要的,不僅需要安裝強(qiáng)力的殺毒軟件,還需要及時(shí)對(duì)病毒庫(kù)進(jìn)行更新,降低新型病毒對(duì)系統(tǒng)的威脅,并將DCS控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防火墻進(jìn)行連接檢測(cè),使系統(tǒng)的病毒防御能力能夠更好的提高。
5.DCS系統(tǒng)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用
以日本橫河CS3000 DCS系統(tǒng)在清潔油品的控制為例,來(lái)說(shuō)明DCS系統(tǒng)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用。CS3000系統(tǒng)是一種先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。隨著近些年來(lái)全社會(huì)對(duì)于環(huán)保舍業(yè)的高度重視,在當(dāng)今大背景下,生產(chǎn)出高質(zhì)量的清潔油品成為目前國(guó)內(nèi)外在石油化工行業(yè)的重點(diǎn)課題之一,其中生產(chǎn)環(huán)節(jié)中采用加氫技術(shù)成為生產(chǎn)高清潔油品的一項(xiàng)主要途徑,成為保護(hù)環(huán)境,減少資源浪費(fèi)的一項(xiàng)重要手段。加氫技術(shù)存在動(dòng)態(tài)過(guò)程較為繁瑣、影響因素較為復(fù)雜等限制因素,因此在加氫技術(shù)過(guò)程中,必須嚴(yán)格控制每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),才能保證生產(chǎn)出高質(zhì)量的清潔油品。CS3000控制系統(tǒng)可用于加氫技術(shù)的生產(chǎn)流程之中,在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)及模擬量控制系統(tǒng)等的共同作用下,保證了加氫工藝生產(chǎn)流程可靠、安全。在加氫工藝流程的應(yīng)用過(guò)程中,CS3000控制系統(tǒng)的主要功能包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)控、系統(tǒng)屏蔽及進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真測(cè)試等內(nèi)容。該控制系統(tǒng)在應(yīng)用的可靠性、通訊的穩(wěn)定性具有顯著優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中主要包括對(duì)原料油的緩沖罐的壓力進(jìn)行分程控制、對(duì)反應(yīng)加熱爐的觸控溫度進(jìn)行串級(jí)控制、對(duì)冷高壓分離罐液位進(jìn)行調(diào)節(jié)和聯(lián)鎖控制及對(duì)酸性水罐的液位進(jìn)行控制等內(nèi)容。
四、結(jié)語(yǔ)
DCS控制系統(tǒng)在化工自動(dòng)化中能起到高效率和高質(zhì)量的控制作用,能夠發(fā)揮出良好的應(yīng)用效果,但是,在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生部分問(wèn)題,通過(guò)對(duì)DCS控制系統(tǒng)在化工自動(dòng)化中的應(yīng)用分析,能夠使問(wèn)題的原因和解決的對(duì)策得以明確,更好地發(fā)揮出DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。
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