本站原创
摘要：随着科学技术和化工行业的迅速发展，生产装置的规模也越来越大，自动化程度更是不断提高，从而也就产生了大量的生产过程控制数据，DCS因为具有其他系统无法比拟的特点和优点，就被广泛应用在采集、处理、归纳和控制这些信息上，这在提高企业生产自动化水平,保证安全稳定的生产,提高控制精度以及节能降耗等方面都发挥了重要的作用。
关键词：DCS技术 石油化工应用
前言：随着科学技术的不断进步，尤其是在进入20世纪90年代以后,计算机技术的突飞猛进，使更多的新技术都被应用到了DCS中。DCS是集计算机技术、控制技术、通信技术和CRT显示技术为一体的高新技术产品，它的主要特点就是控制功能强，系统可靠性高；采用CRT操作站有良好的人机界面；软硬件采用模块化积木式结构，系统容易开发；采用组态软件，编程简单，操作方便；有良好的性价比。DCS系统在石油化工等行业中的应用非常广泛。
DCS的发展
DCS就是以微处理器为基础，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，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：
（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）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；
（5）采用无底板模块结构等先进技术，进一步增强控制站功能的可靠性、稳定性和安全性。
DCS的构成
DCS主要由控制站、操作站和工程师站、数据通信及网络等三部分构成,它具有模拟量的数据采集和控制,开关量的顺序控制,开关量、模拟量结合进行控制,即混合控制功能,除此之外还有人机界面友好、安全可靠、易于安装、容易使用、便于维护、便于扩展和升级换代等特点。
（1）控制站
在DCS系统中，控制站继承了DDC（直接数字控制）技术，它是一个完整的计算机，实际运行中可以暂时在不与操作站及网络相连的脱机情况下，完成过程控制策略，保证生产装置的运行。而关于DCS控制站的系统软件，原则上也有实时操作系统、编程语言、编译系统、数据库系统以及自诊断系统等，只是完善程度不同。控制站是整个DCS的基础，它的可靠性和安全性是最主要的，所以死机和控制失灵的现象是绝对不允许的，而且冗余、掉电保护、抗电磁干扰、构成防爆系统等方面都有效而可靠，才能满足用户的要求。
（2）操作站和工程师站
DCS系统形成初期操作站各工程师站合一，也就是操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等。其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用（Vtility）功能。DCS操作站是典型的计算机，有着丰富的设备和人机界面，在采用通过监控图形软件（如iFIX、Intouch）这一点上操作站要实现其多项功能，必须完成数据组织和存储两方面任务，如与工位号相关的一些数据，在操作站中要对由某控制站某端子与现场仪表相连的，由物理位置决定的工位规定工位号（即特征号或标签Tag）各工位说明（可以用汉字），使之与工艺对象一致，以保证工艺操作人员的操作，工位号可以在整个系统中通用。其它还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管总貌画面组态、工艺单元或区域组态等，这些均组织成文件，最终形成数据库，存储在硬盘的相应区域，使数据具有独立性和共享性、保证数据的实时性、完整性和安全性。
（3）数据通信及网络
控制站、操作站、工程师站，都是通信网络的节点，DCS网络上的节点还可能有上位机（或称高级控制计算站）、与工厂管理网相连的网关等。DCS网络是DCS的生命线，在DCS整个系统的实时性、可靠性和可扩充性方面都起着非常重要的作用。在石油化工行业，DCS一直多用在一个生产装置范围内的多机通信系统中，而且控制站和操作站、工程师站都集中放置在控制室内。
（1）实时性：通过控制站，创建系统的O/I怎么写作，完成对现场控制点的数据采集，对生产系统的整体运行状况在操作员站上通过流程画面、单回路控制画面、数据、声音的变化体现出来。
（2）参数调整：在操作员站上，操作员根据生产需要对运行参数做出及时、准确的调整，如压力、温度、流量、液位参数的调整。
（3）报警功能：通过创建报警怎么写作，对模拟量、开关量、硬件设备和运行状态进行报警监视，提供报警发生时间、报警点、报警说明等报警信息的列表显示。如当空压机、搅拌电动机出现故障时，屏幕画面会由绿色变成红色，并伴随灯光闪烁、声音提示的方式进行报警，从而提醒操作员及时处理。
（4）监督功能：通过对历史参数的浏览、查阅操作记录及报警信息的处理和分析，监督操作人员是否按时完成职责操作及有无误操作。当发生故障时可利用实时和历史的数据，对故障进行及时分析，明确故障发生的原因，以避免故障再次发生，减少损失。
（1）选型问题
DCS的选型问题是在石油化工行业中不论新建项目或改造项目都需要重点考虑的问题。由于各种DCS都有其通用性，而石化企业在标书中通常并不指定DCS的型号，只是规定I/O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在论证和选型的时候往往比较关注业绩问题，就会选一些适合自身，并被其他企业采用最多的DCS系统，因为这样风险较小。例如我公司目前使用的是霍尼韦尔Energy Dashboard能源管理系统，详见下图．其主要功能由离线部分和在线部分组成，以工厂数据库为应用平台，并结合管理和人机界面功能。在线部分主要进行监测，计算、评估、分析与展示；离线部分则进行相关的计算方法建立与处理等。
（2）怎么写作问题
DCS发展到现在，DCS厂家的硬件、软件自己生产的部分越来越少，而如何提供最全面的解决方案就成了他们的一个新亮点。严格来说，DCS厂家或系统集成商应提供的怎么写作包括前期、中期和后期三个阶段的怎么写作。前期阶段的怎么写作主要就是指在签订合同之前，厂家应该无偿提供方案认证、报价，技术谈判等方面的DCS怎么写作；中期阶段怎么写作就是在合同签订之后，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怎么写作；后期阶段的怎么写作是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，甚至延伸到保质期内的无偿维修怎么写作以及过后的有偿维修怎么写作（全球24小时响应）及网远程怎么写作等。这些都是DCS厂家或系统集成商的义务，但是随着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怎么写作工作做得都不是很出色，没有办法提供最优质的全面解决方案。这还需要继续改进完善。
结语：大型石油化工生产装置对工艺控制指标的要求十分严格,所以要求相应的自动化控制程度也比较高。随着科学技术和化工工业的迅猛发展,生产装置规模的也逐渐增大,自动化程度不断提高,生产装置逐渐由手动、简单控制发展为自动、复杂控制。特别是在采用DCS技术进行过程控制方面取得了长足进展。据统计,在我国石化企业中已有200多套DCS投入使用,这些系统在提高企业生产自动化水平,保证安全稳定生产,提高控制精度及节能降耗等方面都发挥了重要的作用。
参考文献
冯黎黎DCS的主要构成及在石油化工中的应用[j]《中国科技财富》2011年08期
王冰，陈卫林DCS技术在石油化工生产中的应用[j]《广州化工》2011年16期
[3]刘齐忠，吴文信，孙晓晓石油化工企业DCS选型浅谈[j]《石油化工自动化》2010年03期
[4]何衍庆，俞金寿集散控制系统原理及应用（修订版）[m]《化学工业出版社》1999年
关键词：DCS技术 石油化工应用
前言：随着科学技术的不断进步，尤其是在进入20世纪90年代以后,计算机技术的突飞猛进，使更多的新技术都被应用到了DCS中。DCS是集计算机技术、控制技术、通信技术和CRT显示技术为一体的高新技术产品，它的主要特点就是控制功能强，系统可靠性高；采用CRT操作站有良好的人机界面；软硬件采用模块化积木式结构，系统容易开发；采用组态软件，编程简单，操作方便；有良好的性价比。DCS系统在石油化工等行业中的应用非常广泛。
DCS的发展
DCS就是以微处理器为基础，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，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：
（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）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；
（5）采用无底板模块结构等先进技术，进一步增强控制站功能的可靠性、稳定性和安全性。
DCS的构成
DCS主要由控制站、操作站和工程师站、数据通信及网络等三部分构成,它具有模拟量的数据采集和控制,开关量的顺序控制,开关量、模拟量结合进行控制,即混合控制功能,除此之外还有人机界面友好、安全可靠、易于安装、容易使用、便于维护、便于扩展和升级换代等特点。
（1）控制站
在DCS系统中，控制站继承了DDC（直接数字控制）技术，它是一个完整的计算机，实际运行中可以暂时在不与操作站及网络相连的脱机情况下，完成过程控制策略，保证生产装置的运行。而关于DCS控制站的系统软件，原则上也有实时操作系统、编程语言、编译系统、数据库系统以及自诊断系统等，只是完善程度不同。控制站是整个DCS的基础，它的可靠性和安全性是最主要的，所以死机和控制失灵的现象是绝对不允许的，而且冗余、掉电保护、抗电磁干扰、构成防爆系统等方面都有效而可靠，才能满足用户的要求。
（2）操作站和工程师站
DCS系统形成初期操作站各工程师站合一，也就是操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等。其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用（Vtility）功能。DCS操作站是典型的计算机，有着丰富的设备和人机界面，在采用通过监控图形软件（如iFIX、Intouch）这一点上操作站要实现其多项功能，必须完成数据组织和存储两方面任务，如与工位号相关的一些数据，在操作站中要对由某控制站某端子与现场仪表相连的，由物理位置决定的工位规定工位号（即特征号或标签Tag）各工位说明（可以用汉字），使之与工艺对象一致，以保证工艺操作人员的操作，工位号可以在整个系统中通用。其它还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管总貌画面组态、工艺单元或区域组态等，这些均组织成文件，最终形成数据库，存储在硬盘的相应区域，使数据具有独立性和共享性、保证数据的实时性、完整性和安全性。
（3）数据通信及网络
控制站、操作站、工程师站，都是通信网络的节点，DCS网络上的节点还可能有上位机（或称高级控制计算站）、与工厂管理网相连的网关等。DCS网络是DCS的生命线，在DCS整个系统的实时性、可靠性和可扩充性方面都起着非常重要的作用。在石油化工行业，DCS一直多用在一个生产装置范围内的多机通信系统中，而且控制站和操作站、工程师站都集中放置在控制室内。
3、DCS的主要功能
由于DCS具有其他系统无法比拟的特点和优点，即分散自治性、集中协调性、灵活扩展性、可靠适应性以及先进继承性，这才能满足石化企业的生产所需，在石油化工行业中得到广泛的应用，DCS的主要功能就体现在以下几个方面：（1）实时性：通过控制站，创建系统的O/I怎么写作，完成对现场控制点的数据采集，对生产系统的整体运行状况在操作员站上通过流程画面、单回路控制画面、数据、声音的变化体现出来。
（2）参数调整：在操作员站上，操作员根据生产需要对运行参数做出及时、准确的调整，如压力、温度、流量、液位参数的调整。
（3）报警功能：通过创建报警怎么写作，对模拟量、开关量、硬件设备和运行状态进行报警监视，提供报警发生时间、报警点、报警说明等报警信息的列表显示。如当空压机、搅拌电动机出现故障时，屏幕画面会由绿色变成红色，并伴随灯光闪烁、声音提示的方式进行报警，从而提醒操作员及时处理。
（4）监督功能：通过对历史参数的浏览、查阅操作记录及报警信息的处理和分析，监督操作人员是否按时完成职责操作及有无误操作。当发生故障时可利用实时和历史的数据，对故障进行及时分析，明确故障发生的原因，以避免故障再次发生，减少损失。
4、DCS在石油化工中应用需注意的问题
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。到目前为止，用户对DCS所存在的问题，有3个方面的意见是一致的，即系统开放性问题；与现场传感器、变送器、执行器的接线问题；较贵问题。这些问题在第三代DCS中已开始得到解决。下面谈谈在石油化工行业中应用DCS两个问题。（1）选型问题
DCS的选型问题是在石油化工行业中不论新建项目或改造项目都需要重点考虑的问题。由于各种DCS都有其通用性，而石化企业在标书中通常并不指定DCS的型号，只是规定I/O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在论证和选型的时候往往比较关注业绩问题，就会选一些适合自身，并被其他企业采用最多的DCS系统，因为这样风险较小。例如我公司目前使用的是霍尼韦尔Energy Dashboard能源管理系统，详见下图．其主要功能由离线部分和在线部分组成，以工厂数据库为应用平台，并结合管理和人机界面功能。在线部分主要进行监测，计算、评估、分析与展示；离线部分则进行相关的计算方法建立与处理等。
（2）怎么写作问题
DCS发展到现在，DCS厂家的硬件、软件自己生产的部分越来越少，而如何提供最全面的解决方案就成了他们的一个新亮点。严格来说，DCS厂家或系统集成商应提供的怎么写作包括前期、中期和后期三个阶段的怎么写作。前期阶段的怎么写作主要就是指在签订合同之前，厂家应该无偿提供方案认证、报价，技术谈判等方面的DCS怎么写作；中期阶段怎么写作就是在合同签订之后，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怎么写作；后期阶段的怎么写作是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，甚至延伸到保质期内的无偿维修怎么写作以及过后的有偿维修怎么写作（全球24小时响应）及网远程怎么写作等。这些都是DCS厂家或系统集成商的义务，但是随着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怎么写作工作做得都不是很出色，没有办法提供最优质的全面解决方案。这还需要继续改进完善。
结语：大型石油化工生产装置对工艺控制指标的要求十分严格,所以要求相应的自动化控制程度也比较高。随着科学技术和化工工业的迅猛发展,生产装置规模的也逐渐增大,自动化程度不断提高,生产装置逐渐由手动、简单控制发展为自动、复杂控制。特别是在采用DCS技术进行过程控制方面取得了长足进展。据统计,在我国石化企业中已有200多套DCS投入使用,这些系统在提高企业生产自动化水平,保证安全稳定生产,提高控制精度及节能降耗等方面都发挥了重要的作用。
参考文献
冯黎黎DCS的主要构成及在石油化工中的应用[j]《中国科技财富》2011年08期
王冰，陈卫林DCS技术在石油化工生产中的应用[j]《广州化工》2011年16期
[3]刘齐忠，吴文信，孙晓晓石油化工企业DCS选型浅谈[j]《石油化工自动化》2010年03期
[4]何衍庆，俞金寿集散控制系统原理及应用（修订版）[m]《化学工业出版社》1999年
摘自：论文查重www.udooo.com