DCS控制系統焦化自動化系統研究
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摘要：焦化在生產中會應用到各種各樣的設備，這就給焦化生產控制帶來了較大難度。但是隨著當下自動化控制技術的不斷發展，為焦化生產自動化建設奠定了良好基礎，它既能夠進一步促進控制效率和控制穩定性的提高，保證焦化生產的效率和質量。
1DCS系統簡介以及在焦化生產中的應用優勢
DCS系統即分布式計算機控制系統，它具備非常強大的控制功能，既能夠進行集中控制，也可以進行分散控制和分級管理，在具體應用中通過網絡就可以實現對生產中過程控制級、監控級的有效串聯，從實現了對整個工業生產系統的有效管控。將其應用于焦化生產中具備非常好的應用效果，其具體優勢可以體現在以下幾方面：（1）穩定性和可靠性強。DCS系統工業以太網進行了冗余配置，所以即便在操作站或者工程師存在異常或者故障時，過程站如果不存在問題，整個系統就能夠保持穩定安全運行，同時過程站進行了雙機熱備份配置，所以如果主控卡存在異常或故障，系統就會自動進行備份的切換，有效保證了系統運行的可靠性和穩定性。（2）維修簡單。在帶電狀態下，系統卡帶也可以進行插拔，這樣即便卡件存在故障，也可以直接更換故障卡件，不需要關閉設備，這樣就可以避免影響具體的生產控制。（3）在系統內部設置有自我診斷功能，在具體運行中維護人員可以利用操作站來實現對系統中各相關硬軟件的實時檢測，從而就可以及時完成對故障的排查和處理，避免因為故障問題而影響系統運行。（4）系統運行中所產生的各項相關參數都會被主動保存并記錄在系統中，這樣就能夠為相關工作人員在后續工作中了解分析和研究數據提供便利。
2DCS系統在焦化自動化控制中的應用探究
在某焦化企業中，整個焦化生產工藝極其復雜，在生產中需要對多個環節和設備進行控制，保證相關溫度、氣體壓力、流量等都能夠按照既定標準和要求來進行管控，并且由于生產所需，有許多設備設施都需要在高溫高壓、腐蝕等惡劣環境下進行作業操作，所以在整個焦化控制中，必須保證各個環節控制的準確性和穩定性。一旦出現流量、壓力等方面的參數異常，不僅會影響產品質量的合格率，并且還會導致相關安全事故和環境污染。所以需要通過DCS系統來提升整個焦化自動控制系統的功能性，保證整個生產過程集中控制、分散控制以及分級管理目標的有效實現。
2.1系統構成
在整個焦化自動化控制DCS系統中，為了滿足生產需要進行三方面的通信網絡配置，辦公網絡、內部操作網絡和過程控制網絡，同時還需要結合生產工藝來進行相應數量控制站和操作站的建設配置。在當下的DCS系統基本都是選擇JX-300X的Sckey組態軟件，在具體生產中需要通過工程師站來進行組態，就完成對相關生產過程信息的采集分析和管控，同時還可以利用信息網絡實現對相關數據的傳輸，保證焦化生產中集中監控和分散管控目的實現。比如在具體的脫硫工藝中，通過組態軟件就可以編制相應的程序完成對管式爐煤氣壓力的實施調節管控，如果經檢測煤氣壓力在1kPa以內，系統就會調控閥門，將其關閉，避免煤氣的進一步輸入，如果在上述數值以上，則會打開閥門，進而實現對煤氣壓力的穩定控制，為焦化生產提供一個安全穩定的保障。而在粗苯生產環節，需要通過DCS系統來調節生產中的出口富油溫度，因為煤氣壓力波動相對較大，所以這就會引起儀表調節閥出現反復動作，進而影響調節效果，所以此時就需要通過軟件組態，來實現對出口物流溫度和煤氣流量參數的連鎖反饋，并且還需要與串機控制回路共同作用，這樣才可以實時監測煤氣進量，以此為基礎來自動調節爐內溫度，確保其的穩定。與以往所用的控制系統進行對比，DCS系統軟件組態在控制性能和協調性能方面有著更加突出的優勢，能夠通過全方位的連鎖管控實現對各個回路主態的有效控制，保證整個焦化生產的穩定高效。
2.2實時監控
在DCS系統中設置有相應的監控模塊和監控系統，在焦化生產過程中，管控人員可以通過監控系統隨時監測脫酸、風機、脫硫、焦爐等各個環節工藝的運行情況和實時參數，并且還可以根據生產要求來完成對控制點的調節、歷史記錄查詢等相關工作。在組態環節需要根據崗位和工作責任來合理劃分系統操作權限，觀察員具備實時監測工藝測點的權限，操作人員則具備結合生產實際調控回路的權限，工程師具備調節參數的權限，系統管理員權限最大，具備自由調整參數的權利。同時在具體焦化生產中，所有操作小組都可以利用軟件組態來查閱瀏覽其他相關的流程圖，但是不具備操作權限，只具備瀏覽查閱權限。這樣在具體計劃生產中就可以明確規范和規定相關環節的人員責任和工作要求，進而提高整個生產過程的規范性和系統性，保證焦化生產的有序開展。
3基于DCS的焦化自動化控制系統設計分析
3.1自動化控制系統的設計
在設計焦化自動控制系統時，需要全面結合焦化生產的具體情況和具體要求，對控制系統進行簡化優化，提高系統的功能性以及操作難度。整個系統圍繞DCS系統來展開研發和設計的，并通過計算機通訊技術來完成對整個生產過程中實時參數和實時信息的采集處理，大大提高了焦化控制系統的穩定性。在設計系統時，需要全面搜集溫度、壓力、流量等各方面的實施信息，對其統一調控管理。在具體的系統設計中，除了要保證整個系統的經濟實用外，還需要盡可能促進系統可靠性、穩定性以及功能性的提高，這樣才既能夠滿足當下焦化生產的需求，同時還可以結合在今后的發展需求和發展特點，不斷對其進行升級優化和改造，為焦化生產的可持續發展做出有效貢獻。
3.2焦化自動化控制系統平臺設計
基于DCS的焦化自動化控制系統主要是從硬件和組態軟件兩方面入手，來進行具體的平臺設計。硬件系統主要指的是控制站、主控制卡、集線器等，控制站在整個焦化控制中起著極其重要的作用。主控制卡的作用是對焦化生產中各項相關信息數據進行采集分析和傳輸，從幫助管控人員實現對整個焦化生產的準確控制。在控制站內有著各種各樣的卡件組合，這些卡件組合能夠在焦化生產中有效采集、分析、控制所對應的工藝環節以及設備的信息參數。在自動控制軟件系統中，包括監控和組態軟件兩部分。監控軟件部分能夠在DCS監控中人機界面，使管控人員能夠根據具體工作需求隨時切換各生產環節的畫面，調控各生產環節的具體參數，同時在整個顯示界面中能夠將各生產環節的參數信息都顯示出來，并且進行各自部分操作時不會對其他部分產生影響，這就給管理控制提供了有效幫助。
4DCS控制系統在具體應用中的問題和改進策略
在當下整個焦化行業中各種各樣的先進設備、先進技術層出不窮，為焦化行業的發展做出了極大幫助，其中自動化控制技術就是當下最為先進有效的技術之一，通過應用自動控制技術大大促進了焦化生產效率、生產質量和生產安全性的提高。所以在當下焦化企業都在積極進行焦化自動化系統的建設，同時為了進一步促進自動化控制系統功能、性能和穩定性的提高，在其中融入了融入DCS控制系統，從而更好完成對焦化生產中各生產環節生產設備的分散管理和集中控制。然而通過調查分析發現，雖然基于DCS的焦化自動化控制系統在整個焦化生產中發揮了極其良好的應用效果，但是在具體資源調配和外排放控制等方面卻存在一定的問題和不足，難以滿足當下綠色環保的發展要求，尤其在當下工藝復雜性和生產負荷要求都在不斷增加，在此過程中會產生更多的能源消耗和污染排放。而現階段DCS控制系統在運行中難以滿足各方面的需求要求，控制誤差相對較大，因此在今后DCS控制系統的研發、優化和完善中需要結合焦化生產工藝的發展以及當下環保管控要求對其進行深層次的優化完善，這樣才可以使DCS控制系統在焦化生產中發揮出更好的作用，更好促進焦化行業的發展進步。
5結語
焦化行業的發展和焦炭產量的增加離不開自動化控制系統的幫助，它是提升生產效率、生產質量，降低生產風險的最有效方法之一。但是為了更好提高自動化控制系統的功能和作用，在當下也需要將其與DCS控制系統有效結合到一起，合理科學的進行相關軟硬件系統的建設和配置，構建出更加全面完善的自動化控制平臺，對焦化生產中各個過程各個環節以及各相關設備的集中控制、分散控制和分級管理，提高焦化生產的自動化水平，實現焦化行業的可持續發展。
參考文獻
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作者：董萌 單位：山鋼集團山信軟件萊蕪分公司特鋼事業部動力站