DCS控制系统焦化自动化系统研究
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摘要：焦化在生产中会应用到各种各样的设备，这就给焦化生产控制带来了较大难度。但是随着当下自动化控制技术的不断发展，为焦化生产自动化建设奠定了良好基础，它既能够进一步促进控制效率和控制稳定性的提高，保证焦化生产的效率和质量。
1DCS系统简介以及在焦化生产中的应用优势
DCS系统即分布式计算机控制系统，它具备非常强大的控制功能，既能够进行集中控制，也可以进行分散控制和分级管理，在具体应用中通过网络就可以实现对生产中过程控制级、监控级的有效串联，从实现了对整个工业生产系统的有效管控。将其应用于焦化生产中具备非常好的应用效果，其具体优势可以体现在以下几方面：（1）稳定性和可靠性强。DCS系统工业以太网进行了冗余配置，所以即便在操作站或者工程师存在异常或者故障时，过程站如果不存在问题，整个系统就能够保持稳定安全运行，同时过程站进行了双机热备份配置，所以如果主控卡存在异常或故障，系统就会自动进行备份的切换，有效保证了系统运行的可靠性和稳定性。（2）维修简单。在带电状态下，系统卡带也可以进行插拔，这样即便卡件存在故障，也可以直接更换故障卡件，不需要关闭设备，这样就可以避免影响具体的生产控制。（3）在系统内部设置有自我诊断功能，在具体运行中维护人员可以利用操作站来实现对系统中各相关硬软件的实时检测，从而就可以及时完成对故障的排查和处理，避免因为故障问题而影响系统运行。（4）系统运行中所产生的各项相关参数都会被主动保存并记录在系统中，这样就能够为相关工作人员在后续工作中了解分析和研究数据提供便利。
2DCS系统在焦化自动化控制中的应用探究
在某焦化企业中，整个焦化生产工艺极其复杂，在生产中需要对多个环节和设备进行控制，保证相关温度、气体压力、流量等都能够按照既定标准和要求来进行管控，并且由于生产所需，有许多设备设施都需要在高温高压、腐蚀等恶劣环境下进行作业操作，所以在整个焦化控制中，必须保证各个环节控制的准确性和稳定性。一旦出现流量、压力等方面的参数异常，不仅会影响产品质量的合格率，并且还会导致相关安全事故和环境污染。所以需要通过DCS系统来提升整个焦化自动控制系统的功能性，保证整个生产过程集中控制、分散控制以及分级管理目标的有效实现。
2.1系统构成
在整个焦化自动化控制DCS系统中，为了满足生产需要进行三方面的通信网络配置，办公网络、内部操作网络和过程控制网络，同时还需要结合生产工艺来进行相应数量控制站和操作站的建设配置。在当下的DCS系统基本都是选择JX-300X的Sckey组态软件，在具体生产中需要通过工程师站来进行组态，就完成对相关生产过程信息的采集分析和管控，同时还可以利用信息网络实现对相关数据的传输，保证焦化生产中集中监控和分散管控目的实现。比如在具体的脱硫工艺中，通过组态软件就可以编制相应的程序完成对管式炉煤气压力的实施调节管控，如果经检测煤气压力在1kPa以内，系统就会调控阀门，将其关闭，避免煤气的进一步输入，如果在上述数值以上，则会打开阀门，进而实现对煤气压力的稳定控制，为焦化生产提供一个安全稳定的保障。而在粗苯生产环节，需要通过DCS系统来调节生产中的出口富油温度，因为煤气压力波动相对较大，所以这就会引起仪表调节阀出现反复动作，进而影响调节效果，所以此时就需要通过软件组态，来实现对出口物流温度和煤气流量参数的连锁反馈，并且还需要与串机控制回路共同作用，这样才可以实时监测煤气进量，以此为基础来自动调节炉内温度，确保其的稳定。与以往所用的控制系统进行对比，DCS系统软件组态在控制性能和协调性能方面有着更加突出的优势，能够通过全方位的连锁管控实现对各个回路主态的有效控制，保证整个焦化生产的稳定高效。
2.2实时监控
在DCS系统中设置有相应的监控模块和监控系统，在焦化生产过程中，管控人员可以通过监控系统随时监测脱酸、风机、脱硫、焦炉等各个环节工艺的运行情况和实时参数，并且还可以根据生产要求来完成对控制点的调节、历史记录查询等相关工作。在组态环节需要根据岗位和工作责任来合理划分系统操作权限，观察员具备实时监测工艺测点的权限，操作人员则具备结合生产实际调控回路的权限，工程师具备调节参数的权限，系统管理员权限最大，具备自由调整参数的权利。同时在具体焦化生产中，所有操作小组都可以利用软件组态来查阅浏览其他相关的流程图，但是不具备操作权限，只具备浏览查阅权限。这样在具体计划生产中就可以明确规范和规定相关环节的人员责任和工作要求，进而提高整个生产过程的规范性和系统性，保证焦化生产的有序开展。
3基于DCS的焦化自动化控制系统设计分析
3.1自动化控制系统的设计
在设计焦化自动控制系统时，需要全面结合焦化生产的具体情况和具体要求，对控制系统进行简化优化，提高系统的功能性以及操作难度。整个系统围绕DCS系统来展开研发和设计的，并通过计算机通讯技术来完成对整个生产过程中实时参数和实时信息的采集处理，大大提高了焦化控制系统的稳定性。在设计系统时，需要全面搜集温度、压力、流量等各方面的实施信息，对其统一调控管理。在具体的系统设计中，除了要保证整个系统的经济实用外，还需要尽可能促进系统可靠性、稳定性以及功能性的提高，这样才既能够满足当下焦化生产的需求，同时还可以结合在今后的发展需求和发展特点，不断对其进行升级优化和改造，为焦化生产的可持续发展做出有效贡献。
3.2焦化自动化控制系统平台设计
基于DCS的焦化自动化控制系统主要是从硬件和组态软件两方面入手，来进行具体的平台设计。硬件系统主要指的是控制站、主控制卡、集线器等，控制站在整个焦化控制中起着极其重要的作用。主控制卡的作用是对焦化生产中各项相关信息数据进行采集分析和传输，从帮助管控人员实现对整个焦化生产的准确控制。在控制站内有着各种各样的卡件组合，这些卡件组合能够在焦化生产中有效采集、分析、控制所对应的工艺环节以及设备的信息参数。在自动控制软件系统中，包括监控和组态软件两部分。监控软件部分能够在DCS监控中人机界面，使管控人员能够根据具体工作需求随时切换各生产环节的画面，调控各生产环节的具体参数，同时在整个显示界面中能够将各生产环节的参数信息都显示出来，并且进行各自部分操作时不会对其他部分产生影响，这就给管理控制提供了有效帮助。
4DCS控制系统在具体应用中的问题和改进策略
在当下整个焦化行业中各种各样的先进设备、先进技术层出不穷，为焦化行业的发展做出了极大帮助，其中自动化控制技术就是当下最为先进有效的技术之一，通过应用自动控制技术大大促进了焦化生产效率、生产质量和生产安全性的提高。所以在当下焦化企业都在积极进行焦化自动化系统的建设，同时为了进一步促进自动化控制系统功能、性能和稳定性的提高，在其中融入了融入DCS控制系统，从而更好完成对焦化生产中各生产环节生产设备的分散管理和集中控制。然而通过调查分析发现，虽然基于DCS的焦化自动化控制系统在整个焦化生产中发挥了极其良好的应用效果，但是在具体资源调配和外排放控制等方面却存在一定的问题和不足，难以满足当下绿色环保的发展要求，尤其在当下工艺复杂性和生产负荷要求都在不断增加，在此过程中会产生更多的能源消耗和污染排放。而现阶段DCS控制系统在运行中难以满足各方面的需求要求，控制误差相对较大，因此在今后DCS控制系统的研发、优化和完善中需要结合焦化生产工艺的发展以及当下环保管控要求对其进行深层次的优化完善，这样才可以使DCS控制系统在焦化生产中发挥出更好的作用，更好促进焦化行业的发展进步。
5结语
焦化行业的发展和焦炭产量的增加离不开自动化控制系统的帮助，它是提升生产效率、生产质量，降低生产风险的最有效方法之一。但是为了更好提高自动化控制系统的功能和作用，在当下也需要将其与DCS控制系统有效结合到一起，合理科学的进行相关软硬件系统的建设和配置，构建出更加全面完善的自动化控制平台，对焦化生产中各个过程各个环节以及各相关设备的集中控制、分散控制和分级管理，提高焦化生产的自动化水平，实现焦化行业的可持续发展。
参考文献
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作者：董萌 单位：山钢集团山信软件莱芜分公司特钢事业部动力站