DCS在苯乙醇加氢装置中的应用
摘 要：DCS(集散控制系统)是现代生产型企业中的关键配置。苯乙醇加氢工艺具有高温、高压、易燃、易爆的特点，对过程控制系统提出了更高的要求。同时，苯乙醇加氢装置中的重要装置全面通过DCS系统进行控制，导致在设计与实施的过程中面临更大的难度。该文对DCS在苯乙醇加氢装置中的应用进行了分析，最终形成了满足工艺要求、操作要求的过程控制系统。
关键词：苯乙醇加氢装置 DCS系统 项目管理
化工生产具有连续性，这一特点对控制系统的稳定性、可靠性提出了更高的要求。DCS系统设计包括硬件系统设计和应用软件设计，信号分配是硬件系统设计和应用软件设计之间的界面，这三个方面的设计内容是紧密相关，缺一不可的，共同为DCS系统的硬件配置和应用软件组态提供了完整的依据。通过对DCS在苯乙醇加氢装置中的应用进行研究，对于类似的项目实施与管理具有非常高的参考价值，为未来DCS系统在苯乙醇加氢装置中的有效运用提供了参考与借鉴。
1 集散控制系统概述
集散控制系统(Distributed Control System，DCS)指的'是以微处理器为基础的工业过程控制系统。经过不断的发展，集散控制系统已经发展到了第四代，其主要的特点包括分散控制与集中管理两个方面。集散控制系统具有两个方面的特点：一方面是信息化。DCS系统不仅能够对生产过程进行控制，而且能够提供制造执行系统的大部分功能，实现了信息管理功能的充分发挥。另一方面是集成化。DCS系统的集成化主要包括功能集成与产品集成两个方面。
DCS的硬件结构主要包括操作站、控制站、输入输出卡三个层次，现场的信号通过输入通道进入到控制站中，进行运算处理之后将结果通过输出通道对现场设备进行控制。控制站与操作站之间通过信息的交换对现场信号、设备等状态进行显示。DCS的软件结构主要包括系统软件、应用软件两个方面。系统软件中包含了两个组成部分，一个是基本软件包，主要的功能是提供应用软件组态与操作平台;另一个是系统软件定义软件，主要的功能是对系统规模进行指定。
2 苯乙醇加氢装置中DCS系统的设计
2.1 DCS系统整体架构
通过需求分析对软件设备与硬件设备进行合理的选择，从而形成符合应用需求的DCS系统。1DCS系统设计总体架构如图1所示：
2.2 硬件系统的设计
在DCS系统的设计过程中要先进行硬件系统的设计，在其完成之后再进行软件设计。首先，针对用户的需求进行DCS系统的设备选型与设备配置工作。DCS系统的网络结构采用冗余的MESH网星形接法，如果其中的一台或几台交换机、光缆等出现故障，其他所有设备的通信并不会受到影响。在DCS系统中，MESH网交换机是其通讯的核心，通过光纤将系统中的工作站与控制站与交换机进行连接。在DCS系统中实现一台AW70工作站与6台WP70工作站的配置，分别用作工程师站与操作员站，这些工作站都在主机柜中进行安装，主机柜在中央机房中进行放置，通过显示电缆与USB电缆实现主机柜与操作台上显示器、鼠标键盘的连接。依据DCS系统的监控范围与信号规模对FCP270控制处理机进行选择与安装;依据DCS系统的输入输出信号的类型、数量对输入输出卡的型号、数量等进行确定。
2.3 信号分配
首先，要对控制处理器的监控范围进行确定。每对控制处理器中所包含的卡件数都是有限的，并且相同的控制处理器的内部参数调用所占用的控制处理器资源要比控制处理器之间参数相互调用所占用的控制处理器资源低。因此，要对每对控制处理器的控制范围进行合理的分配，从而提高整个DCS系统的高效性。在控制处理器控制范围进行确定的过程中，需要考虑的因素包括：用户需求;在控制处理器容量充足的情况下同一生产单元尽量分配在同一控制处理器下;如果控制单元较小，则可以采用同一个控制处理器;连锁控制回路的所有信号都应该尽量在同一控制处理器下进行安排。
其次，FBM卡件上的信号分配。控制处理器控制范围划定之后，输入输出信号的归属控制处理器也随之确定。之后便需要将信号在不同的FBM卡件通道中进行合理分配，同时确定每一个控制处理器下挂的FBM卡件数量与安装位置。在信号分配的过程中，主要考虑以下几个方面的因素：信号电缆类型相同，尽量在同一走线槽中进行安排，信号电缆类型不同要尽量避免共用走线槽，避免相互之间出现干扰;信号处于同一区域，要尽量安排在一起;适当地考虑卡件柜的美观问题。
2.4 应用软件设计
输入输出信号表整理工作介于信号分配工作开始之前至信号分配工作结束之后，明确要进入到DCS系统的信号，从而将其分配到FBM卡件中。输入输出信号表中的信息要尽量的全面，从而实现工作效率的提高。输入输出信号表对信号进出DCS系统的情况进行了反映，但是并没有反映信号在操作员节目上如何参与监控、信号与信号之间的关系。因此就需要进行控制策略设计。操作界面包括流程画面、组画面、趋势画面、操作窗口等，在对其进行设计的过程中主要就是实现操作界面显示规则的建立，实现指定物料颜色与线型的确定性，实现动态设备状态显示的确定。
3 结语
DCS(集散控制系统)是现代生产型企业中的关键配置。本文通过对符合用户要求的DCS系统的构建，在技术与项目管理方面都获得了非常重要的收获。在苯加氢装置过程控制系统的设计过程中，需要进行需求调研工作、系统设计工作与系统实现工作，最终形成能够为生产提供良好过程控制系统，为苯乙醇加氢装置的正常生产运行提供了保障，与人工操作相比，从投产后的效果来看，一方面大大的节约了人力成本，降低了工人的劳动强度，提高了系统的安全性能;另一方面由于DCS系统优化了操作性能，缩短了原料反应时间，提高了产品转化率，从而明显的降低了产品成本。
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