DCS系统在石油化工中的应用.docVIP

PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 1 DCS在石油化工中的应用 摘要 随着社会科技的发展，现在工业生产的自动化程度也是越来越高。作为工业自动化的驱动力之一的DCS控制系统的应用也越来越广泛，它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物，可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能，是完成过程控制、过程管理的现代化设备，具有广阔的应用前景。因此，DCS控制系统在现代工业中越发显得重要。在此，本文主要探讨了DCS控制系统的发展，简单介绍了它的构成，最后结合实际阐述了当下石化行业在选择DCS控制系统时的建议。 关键字:DCS控制系统；自动化；石化行业；选型 第一章 DCS系统的简介和发展历程 1、DCS的诞生 20世纪70年代中期，大规模集成电路取得实破性的发展，8位微处理器普及，使自动化仪表产业发生巨大的变化，其中原来正处在十字路口的集中式计算机控制系统，很快吸收了微处理器技术，诞生了微机集散系统，全称为微处理器的总体分散型控制系统(Total Distributed Control System with μp)，在1975年首先由美国Honeywell公司发表了TDC2000总体分散型控制系统[1]，其特征是完成8个回路控制的基本控制器(BC)可以分散的设置，通过数据高速公路(DHW)的数据总线把多台BC与CRT(阴极射线管)操纵站连接在一起，形成各节点都有计算机的分布式计算机控制系统，与其同时，美国、日本、英国、法国、加拿大等国都开发出相应的产品，相继应用在以模拟量回路控制为主的系统中，应用行业遍及石油、化工、冶金、电力、轻工，建材、公用工程等各行业，这类产品统称DCS( Distributed Control System)。 2、DCS在石化行业中的应用 70年代，炼油和石油化工这些以石油原油和天燃气为原料的流程产业发展非常迅猛，如我国那个时期就引进了多套年产30万吨乙烯为首的整套装置，其它还有大型化肥、化纤、塑料合成橡胶等装置，所以DCS在市场细分中以满足石油化工等流程产业为主，这是市场的需要。在这些行业中，温度、压力、流量、液位的检测和控制占了绝大部分，所以这些模拟量的数据采集和控制成为DCS的首先应满足的功能，而DCS的前身(集中计算机控制系统)，已有了成熟的DDC(直接数字控制)技术；此外石化产业中，在塔、釜、罐等大型工艺设备运转中，少不了各种机电设备如风机、泵类及各种阀门的开关量的检测和控制，所以开关量的顺序控制也是很重要的，这是DCS应满足的第二个功能；在石化产业中，反应罐等设备是间歇式工作的，即一批原料投进，经过反应，形成产品，产出后，经过间歇，再投第二批原料，这种批量控制是石化行业中不少产品的生产装置的控制形式，这要求开关量、模拟量结合进行控制，现在也有称它为混合控制系统(Hybrid Control System)。当然，除此三项控制功能外，还有人机界面友好、安全可靠、易于安装、轻易使用、便于维护、便于扩展和升级换代等要求。另外在石油化工大型装置和中、小型装置要求对应DCS产品又有所细分，所以产生了大型DCS和中小型DCS产品，而且各DCS厂家在应用实绩方面也产生了细分市场，如有些厂家的DCS产品用于锅炉控制能力更强，有些厂家的DCS用于海上采油平台业绩更多等等。 我国在大型进口设备成套中引进国外的DCS及石化等行业改造中设计采用国外DCS以外，经过20多年的努力，国内已有多家生产DCS的厂家，其中和利时、浙江中控、上海新华3家已具有相当规模。国内石化行业已使用国内外生产的700多套DCS，应用水平也较高，自动投运率在90%以上，目前正向充分发挥DCS功能和开展先进控制和优化方向发展。 第二章DCS系统的构成 1、DCS系统的结构特点 ? 世界上有多种类型的DCS，在功能、容量、特点上各具特色，其结构特点主要有以下五大部分。? （1）人机接口。包括操作员接口和工程师接口。前者实现对工艺过程运行的监视和操作，通过通讯网络与现场控制站连接；后者实现对控制功能的组态，直接与现场控制站连接。??（2）现场控制站。现场控制站是DCS的核心，DCS由它实现对现场过程信号进行输入/输出、数据采集、反馈控制、顺序控制等。??（3）通讯网络。用于连接各个站进行相互通讯、交换数据。??（4）通用计算机接口。用于DCS与通用计算机连接通讯，完成更高层次的控制和管理。??（5）上位机。上位机主要实现高层次的优化管理。如优化控制、成本管理与控制等。?? DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的