DCS系统设计及先进控制在DCS系统中的运用分析

发表时间:2021/5/13   来源:《中国电力企业管理》2021年2月   作者:孙裕龙
[导读] DCS是非常先进的生产控制系统具有非常广泛的应用优势,能够在先进的控制系统中广泛应用。确保分布式管理效果大幅度提高,本文通过对DCS系统设计以及先进控制的具体运用进行分析,能够明确DCS系统结构和设计原理,明确DCS系统的具体应用策略,保证DCS先进控制技术的水平全面提升。

杭州和利时自动化有限公司 孙裕龙  310018

摘要:DCS是非常先进的生产控制系统具有非常广泛的应用优势,能够在先进的控制系统中广泛应用。确保分布式管理效果大幅度提高,本文通过对DCS系统设计以及先进控制的具体运用进行分析,能够明确DCS系统结构和设计原理,明确DCS系统的具体应用策略,保证DCS先进控制技术的水平全面提升。
关键词:DCS系统设计;先进控制;DCS系统;运用
        DCS作为分布式控制的重要组成部分,能够将计算机控制技术和通信技术相互融合,确保分布式信息通讯,保证对生产设备的运行状态进行全面分析与调整,维护设备运行的整体质量,在先进控制技术中运用DCS技术,也能够提高控制的整体效率。满足控制技术发展要求,通过对系统中的各项信息和数据进行快速传递,确保分散式系统结构构成更为完善。
        一、DCS系统结构的分析
        当前在现场控制站实际应用中可以对计算机进行独立的检测与控制,提高整个测控的技术水平[1]。现场控制站包括机械电源等重要基础,通过设置多层连接架,保证对电源和模件全面安装在外边包裹金属材质上,提高电气连接的整体控制效果,而且具有良好的电磁屏蔽性能,为电子设备的稳定运行提供非常安全的环境。在DCS系统结构设计中,要想确保电磁屏蔽效果,避免对操作人员造成生命威胁,需要重点加强对现场控制柜的接地设置,要尽量降低电阻值。目前大多数机柜都需要安装风扇装置,确保机柜内部的温度满足设备运行需要。还要运用风扇来促进机柜内部与外界空气之间的交互,减少灰尘的产生。如果外界环境过冷或过热,封闭式机柜内部都要设置空调装置,确保柜内温度平衡,在控制站设置中如果处于异常工作状态,应该对交流供电系统进行高效稳定运行,确保现场控制站,交流电源更加稳定,同时使用双向电源,保证控制站提供充足电源。在现场控制站内原则上是不能设置大功率设备,如果实在无法避免,要加强对隔离变压器的隔离设计,并在初/次级线圈之间添加接地用来消除其形成的共模干扰。
        还应该利用UPS电源保证不间断供电,而在计算机控制下输入输出端口的种类也更加多样,要想确保交流供电系统稳定运行,需要提高现场控制站交流电源的稳定性和可靠性[2]。


图1 DCS控制系统设计方案
        在计算机接口控制中属于I/O模式接口设计,使用DCS系统通道则需要针对输入通道、脉冲量通道等不同形式进行设计模拟量输入通道具有连续化学量和物理量的特点,可以对线路进行检测并立即转换为电信号。脉冲通道能够在现场仪表中运行,根据机械装置、涡流计量器等对脉冲信号进行管理,确保脉冲信号的输入效果显著提升[3]。
        二、DCS系统中先进控制技术的应用优势
        在电力生产中通过DCS开展先进控制技术,能够使DCS的应用范围变得更加广泛,通过在DCS中采用先进控制技术,也可以提高电力系统运行的自动化水平,确保电力运行更加平稳,增加电力企业的整体收入,而现在控制理论不断发展与完善,通过人工智能控制技术,可以确保先进控制技术的应用效果更加智能化。在系统运行中需要以计算机为基础,根据数学原理提高先进控制技术的运行效果,增强控制能力,提高控制的精确度。在电力系统运行中,如果遇到突发故障,传统的控制技术很难对问题进行准确的控制与处理,而先进控制技术可以对故障问题进行快速准确识别与定位,增强数据传输效率,对数据信息进行全面分析,增强控制的整体效果。

图2 先进控制技术
        三、DCS系统中应用先进控制技术的策略
        在我国社会经济高速发展的背景下先进控制技术可以全面提高企业的生产品质,保证富达的工业生产变得简单化。只有运用先进控制技术,才能够对整个工业生产进行优化控制与协调处理[4]。先进技术的应用也可以保证企业的经济效益发展水平不断提高,给企业带来更高效的利润。DCS系统中先进控制技术应用包括知识控制和模型控制等不同类型,其中知识控制包括知识模型以及专家智能控制等不同策略,也是未来先进控制技术的主要发展趋势,在工业系统中运用先进控制技术,能够使复杂的问题简单化,确保生物识别预测控制以及测量技术更加精确,保证对不确定因素进行自动调节,提高控制系统的整体运行效果。在企业生产中,通过DCS系统应用先进控制技术,可以对信息进行快速及时准确处理。并且保证工业生产系统运行更加稳定,全面提高企业生产的运行要求,当前PID技术已经无法满足企业发展需要,所以逐渐被DCS先进控制技术所取代,在实际生产中通过化学相变以及生化反应能够实现物质能量的快速转化,提高不确定性和非线性的优势利用先进控制技术,可以使得产品生产设计销售更加智能产品质量也得到显著增强。当前DCS自动化控制系统主要功能为实时性参数调整报警功能和监督功能不同的功能都能够发挥不同的作用,其中实时性可以针对工业设备的实际运行情况进行全面的数据输入输出服务,并且还能够对工作现场的实际数据全面采集,为操作人员提供相关的参考信息参数调整,可以对生产系统的相关参数进行准确调整,保证生产的温度、压力、液体、流量等详细参数达到最佳状态,自动调整功能,可以减少能源材料的使用有效降低生产成本[5]。报警系统则可以针对工业设备的实际运行状况进行全方面的监视,通过自动控制系统对发生故障的情况进行报警处理、监督功能可以在正常状态下以运行参数为积累,保证数据信息更加准确。
        结束语:
        总而言之,在DCS系统设计中通过控制站设计,能够对整个控制站的机柜和电源进行合理的输入输出设计,而主控设计单元可以实现DCS的自动控制功能,在先进控制系统中具有非常广泛的应用效果。
参考文献:
[1]杨继华,况建阳,邓霞,黄守胜,苑晓迪.海藻炼制装置智能化提升改造设计与实现[J].中国仪器仪表,2021(02):63-68.
[2]薛美盛,王一丰,秦宇海.水泥熟料煅烧过程先进控制系统的设计与实现[J].化工自动化及仪表,2020,47(02):103-109+130.
[3]乔智勇,庄稼,于可辉,祁彪,何超罡,杨勃.基于国产DCS的乙烯裂解装置APC设计[J].石油化工自动化,2020,56(01):22-24.
[4]黄晓东,李献平,王定涛,石义坤,曾宪辉.350MW超临界机组应用AECS-2000先进过程控制系统对机组AGC控制的优化[J].科学技术创新,2020(02):1-4.
[5]翁卫国,刘博文,郭一杉,张涌新,李钦武,周灿,郑成航.基于入口NOx浓度软测量的脱硝系统先进控制研究[J].锅炉制造,2019(05):17-22.

 
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