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1前言

計算機用于工業控制是近年來發展非常廣泛，非常活躍的領域之一。最初是采用小型機對生產進行控制，或者對模擬系統進行監視。由于當時小型機系統價格昂貴，所以多采用集中控制。目前在各煉油石化企業普遍采用dcs進行先進的工業控制。現在，當你走進一個自動化的生產車間，將會看到許多常規的控制儀表和調節器已經為計算機所取代，計算機正在不斷地監視整個生產過程，對生產中的各種參數，如溫度，壓力、流量、液位，轉速和成分等進行采樣，迅速進行復雜的數據處理，打印和顯示生產工藝過程的統計數字和參數，并發出各種控制命令，它具有邦助操作人員選擇最優工藝和最佳操作參數;實現用傳統方法難以完成的控制規律，降低原料和能源的消耗，減少成本;提高產品的產量和質量等控制特點。

2發展史

回顧化工工業生產過程控制的歷史，從基地式調節器開始，經歷了氣動，電動單無組合儀表到計算機控制系統，直至今日的分散控制系統DCS，DCS也已走過了十多年的里程，而今無疑已成為控制儀表的方向并得以迅速發展。早期的控制，以現場或泵房內的手動操作為中心，操作員邊看溫度、壓力表、邊隨時手操調節閥的開度，以達到控制的目的，到40一50年代，引入了控制室集中操作的概念，以氣動液動和電動模擬儀表為工具，把操作人員從嚴酷的現場操作中解放出來，為滿足復雜工業過程對控制的要求，采用了多回路系統，應該說這類控制系統解決了當時大約80%以上的工業控制問題，這期間，雖然操作人員在控制室內獲得的信息增加了，但是這些信息是有限的，且是崗位分散，根本無法對整體生產裝置進行信息處理和優化控制，工藝參數、管理信息還是要靠值班人員每天跑現場、打電話來獲得，工作量大、上報數據不夠準確及時，因而對預防和處理事故缺乏可靠的依據，其控制功能和規模都十分有限。60年代以后，隨著生產過程大型化和復雜化，誕生了機集中監視和控制系統。集中控制方便了監視、操作和管理，同時也使得危險性高度集中，系統一旦故障，對裝置造成的影響及危險性都是非常大的。1975年11月，隨著計算機(偽mputer)通訊(Communieation)控制(Control)和(CRT)顯示技術的不斷發展和完善，美國霍尼韋爾(Honeywell)公司首次向全世界推出了DCS集散控制系統TDC一2000，DCS(玖3tributedControlSystem)系統，中文譯作“集散型”或“分布式”控制系統，系統采用“管理集中，控制分散”的設計方法，所謂分散是指功能，危險和地域的分散。從第l套DCS系統誕生至今，DCS系統已經經歷了4個發展階段。1975一1980年為初創階段，系統軟硬件技術還不成熟;1981一1987年為第二階段;1987一1993年為第三階段，系統性能及可靠性提高。1994年至今為第四階段，軟硬件更先進，特別是軟件上采用通用操作系統。圖1為控制儀表發展過程。

3DCS對生產過程控制DCS系統把徽型計算機，工業控制機，數據通信系統，顯示操作裝里，過程通過和模擬儀表有機的結合起來，采用組合積木式構成不同規模的控制管理系統，實現工程大系統的不同水平的綜合控制和管控一體化。采統采用中央計算機指揮若千臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元，這些現場測控計算機智能控制單元可直接對被控裝里進行測控，負責對過程進行監控并向中央計算機報告過程情況，中央計算機負責全局的綜合控制、管理、調度，計劃及執行情況報告等任務。DCS系統在發展過程中采用了各種高新技術，諸如高速，高質量的數據通信技術，光纖通信技術，磁泡存儲器，分布式數據庫在線珍斷和容錯技術等。DCS系統主要由軟件和硬件構成，如圖2、圖3所示。操作站用于數據存儲、顯示、打印報表;控制站用于2/0接口，控制過程;監控站的主要功能是把過程送來的數據進行處理，并通過簡單的健盤操作就可在CRT畫面上顯示各工段的生產流程模擬圖和管網圖，

3.1各工段生產模擬流程圖監視實時數據，操作處理和調整工段的各個量、參數。彩色棒圖動態模擬，不同物料用不同顏色表示，物料流向用箭頭表示，使各個實時數據一目了然，非常直觀。

3.2歷史趨勢曲線為便于操作管理，根據設備的實際安裝情況和生產工藝流程，按比例畫成圖形，并在主要洲控點處顯示瞬時采集數據。隨時對各部位進行動態顯示，側t值如溫度、壓力、流t、液位等實時動態顯示.閥位開度以百分比表示，液位用為監控生產，便于查找故障和優化工藝條件，對重要的參數用歷史趨勢曲線表示。各個實時數據定時存盤，得到各重要參數的歷史變化曲線，調取任意參數顯示塊，畫面即顯示相應參數的趨勢圖，這些參數曲線便于研究和分析工藝過程的狀況，使操作者根據該曲線很容易者出生產工況如何，以采取相應措施。

3.3控制回路操作界面各控制回路采用軟件控制算法，其操作界面完全與常規調節器控制相同，手動、自動操作在畫面上直接進行，遇到緊急情況，可利用手動操作在畫面上直接快速調節閥門開度。

3.4智能閃光報替將出現故障的設備工位，超過上、下限值的參數立即同步顯示在CRT畫面上，令操作者引起注意，將其消滅在萌芽狀態。

3.5聯鎖保護為減輕人工操作強度，提高自動化程度，由計算機實現安全聯鎖保護功能。以避免引起重大事故。圖4為DCS通信網絡圖，該圖進一步說明了D歸S的操作應用，對生產中的各種參數，如握度、流扭、成分等進行采樣，迅速進行各類數據處理后.發出各種控制命令給調節閥、泵等設備。

3.6控制應用軟化水流量由流量計FT一6051進行測量并且由反作用調節器FC一6051進行控制，該調節器操縱軟化水閥FCv一6051，苛性堿流t由FT一6055進行測量，并且由反作用調節器FC一6055進行控制，該調節器操縱苛性堿閥FCv一6055，苛性堿受流量比值控制，(如圖6)所示。下面舉一實例來簡單說明其過程控制。(圖5)為貯雄Fl一2621利用DCS將濃堿稀釋的流程。工藝用的苛性堿從散裝庫送到稀釋苛性堿貯雄Fl一2621，濃苛性堿通過加進軟化水進行稀釋，軟化水首先由低壓噴射蒸氣加熱然后進入輸水線到達FI一2621。苛性堿的流量受到比值控制，該控制由軟化水流量重新設定，苛性堿從50%濃度稀釋到5%的濃度。

4DCS的化工應用及在我區現狀

80年代末，信息產業的迅速發展，對石油化工生產提出嚴峻挑戰，實現全廠的生產，管理的優化，增加效益，適應市場，提高企業生命力，是大型企業的迫切要求。因此，石油化工廠的控制系統已不僅僅是過程控制和生產單元的簡單化，是從現場檢側儀表，過程控制到單元優化控制，系統優化控制，直至全廠的管理及優化控制的信息管理控制系統。DCS作為一種集成了高新技術的先進控制系統，已廣泛用于多種大型工廠，特別是自動化程度要求較高的大型石油化工廠、發電廠等，我國從80年代逐漸開始引進國外先進的DCS系統，目前，大型的DCS系統大都由國外進口，常見的有美國霍尼韋爾(枷nev鉀ell)的TDC-3000，FOxbro的I/A•S，Bailev的N一90，ROSe-mount的Rs，westing卜[o理蛇的wDPF，日本橫河(YOKOGAWA)的CENTUM，PERM等。由于DCS技術發展很快，各廠家也不斷推出更加完善或適應對象更廣泛的產品，國內也有一些廠家開始生產DCS，主要是一些小系統。我區從90年代開始逐漸引進國外先進的DCS系統，主要是應用在石化企業，如烏石化化纖廠、煉油廠、化肥廠和電廠，為新上裝置配套或改造控制系統先后引進了日本橫河，美國粗尼韋爾公司的DCS系統，克拉瑪依煉油廠、獨山子石化等這些大企業的生產車間墓本上都采用了國內外，DCS系統，采用這些DCS系統后，許多復雜的生產工藝都可以實施，促進我區石油化工的發展，為企業帶來了可觀的經濟效益。

5結語

DCS的問世，迎來了DCS的時代，掌握DCS應用技術人員，必然會成為既懂得儀表、控制、信息處理、計算機技術等基本要素，又懂得過程集中系統的系統工程學工程師。總之，DCS系統是目前技術最先進、最成熟的控制系統，它具有功能齊全、可靠性高、操作維護方便、使用擴展靈活、兼容性好，具有良好的性能/價格比等許多獨特優點，DCS在自動化生產過程中正日益發揮巨大作用。