蒋岩
中国石油化工股份有限公司天津分公司 天津 300270
摘要：现代企业发展对于使用设备的型号、技术、效率都提出了新的要求，这都干扰了DCS控制系统的控制效果。本文简单介绍了基于软测量技术的先进控制模式，通过分析DCS控制系统实现的先决条件及要点，探究DCS控制系统优化改革方案，以期为相关专业人士提供理论支持。
关键词：软测量技术；先进控制；DCS控制系统
引言：DCS控制系统（集散控制系统）是将微处理器作为作业基础，依托显示集中、控制分散、分而自治与综合协调结合的原则，而设计的新型仪表控制系统，其在实现控制工作时，受到多方面条件影响。但其自身控制过程中存在一定不确定性，结合软测量技术的先进控制，能够有效优化DCS控制系统性能。
1基于软测量技术的先进控制概述
软测量技术是指将生产过程中涉及到的知识进行有机结合，在计算机技术的支持下，将难以测量或不支持测量条件的核心变量进行转换，借助同质可测量变量构成数学关系，完成等式推断，完成对于产品质量的控制。而基于软测量技术的先进控制，则是在遵循动态性原则的基础上，利用软测量技术中的变量控制，以及数学模型计算能力，对各种项目对象进行有效控制[1]。
2DCS控制系统实现的先决条件及要点
其一，供电条件。DCS控制系统是依靠电能进行作业，实现其系统应用的先决条件，便是保障电能供应稳定。供电条件检查的核心在于DCS控制系统装置设备的供电检查工作，主要包括对供电柜的检查和有储能装置的不间断电源检查，以及供电电源的实用级别，避免在供电期间出现电源不匹配的情况发生。就DCS控制系统各项设备供电电源检查方面，应强化负载性能压力测试和基础保障熔断管容量检查，为DCS控制系统在实际工作阶段的稳定性提供保障。
其二，环境条件。DCS控制系统的正常运作对于周边环境稳定性要求较高，因此，在DCS控制系统作业前，要对系统工作现场的设备控制室与远程操作主控室环境进行检查，确保内部空间内的温度、湿度、干燥程度、通风状态、电扰程度、受光照度等因素均符合DCS控制系统作业要求，降低因环境条件影系统效率的可能。
其三，技术条件。在进行DCS控制系统现场调试过程中，部分仪表自控效率低下的原因，就是控制回路正常工作需要全开或者全关，而这种工艺需要操作人员进行人工作业，过分依赖于操作人员的反应能力及技术技巧。若由于工作人员的疏忽，造成某个仪器的开关状态错误，则有可能造成生产事故。所以，强化DCS回路自动化控制管理尤为重要，人员需要与技术人员进行充分交流，适当调整设定值，保证参数在自控状态下不会频繁开关，确保稳定运行的情况下将这部分控制回路投用自控。
其四，电阻条件。DCS控制系统作为一个开放式系统结构，由多个子系统完成特定有限目标，且内部具有较多的电路回路，为了保障电路回路的基础安全，设备内部通常会安置较多的保护措施。而电阻是影响其设备安全的主要装置，进行DCS控制系统实际应用前，需要对内部的绝缘电阻装置进行检查。不同的检查方法其适用于不同作业需求，以普查法与抽样调查法为例，前者适用于全面检查时应用该技术，后者可以筛选不同区域的电阻进行检查，选择匹配的电阻检查方法，能够有效提高检查工作的开展效率。
检查期间需要特别注意DCS控制系统内设备的通电状态，要提前应用导线测试绝缘电阻的通电状态，确保在未通电的情况开展工作，避免在检查期间出现意外安全事故。
3基于软测量技术的先进控制在DCS上的实现和应用途径探讨
3.1自适应控制组网
系统设备控制工作而言，当下DCS控制系统主要分为硬接线接入方式、现场总线接入方式、工业以太网接入方式。自适应控制组网是电气自动化系统分散控制的简称，主要是以现代微型先进处理器为构造基础，应用控制内部功能分散、兼顾分散自行处理、集中操作显示及综合内部协调为原则的新型仪表控制系统，该项系统也可以详细称之为分布式计算机控制系统。它能够自动完成调节器系统矫正工作，包括可调控器、对象参数估计、参数控制等技术要求。实际控制环节，通过对控制对象的参数模拟，将其运行状态进行参数估计，得出计算结果后，再进一步完成后续计算。针对接入DCS系统中的I/O量，选择不同的开关输入、输出量，结合空接点的方式，进行20毫安以内的标注直流信号，接入DCS控制系统中的实际应用。采用管理集中、操作集中、分散控制的设计原理，以合作分散自行管理、多层管理分级为内部基础结构，内部基础结构的每一级是多个精细系统构成的，每个基础子系统都有较多的控制目标，以金字塔结构开展分散控制工作。若所得调整参数并不适用于组网系统，则需要重复参数计算流程，完成再次循环，得出新的计算结果，保障先进控制在DCS控制系统上的应用有效性。
3.2优化变量预测控制
基于软测量技术的先进控制能够实现DCS控制系统的性能优化，依托动态矩阵计算完成预测控制，具体来说，就是将控制对象的数据进行整合，完成动态矩阵构建，若控制对象出现相应变化，其变化情况会反应在动态矩阵中，并支持矫正工作，完成预测控制。预测控制在DCS控制系统中的应用，主要因为其较为稳定的控制可靠性，在系统现场调试工作阶段，进行DCS控制主要分为三个方面，即软件建设方面、实际应用方面、备份技术方面。除了自身设备状态检测功能，动态矩阵还能够完成DCS控制系统模型预测，以及其可能出现的变化形态，强化控制对象与控制决策之间的契合度。系统组建环节，要利用并联模型来提高系统可靠性，现阶段的大部分分布式计算机控制系统，实际平均故障间隔时间通常可以达到几万甚至几十万小时，能够解决相对较为复杂的电气运行管理任务，为设备系统管理提供了诸多保障[2]。
3.3智能控制神经网络
典型智能控制主要分为神经网络及专家系统，这里着重就神经网络进行介绍，其优势是能够自动学习，满足大规模处理需求，实现DCS控制系统的自动统计，有效提高仪表自控率。控制仪表最初的统计是由人工进行来统计，这样的统计方式需要大量的人力资源，为企业现代化发展带来极大不便，并且容易造成自控率数据的不准确。在基于软测量技术的先进控制技术应用下，利用现有DCS控制系统的内部功能，构建智能控制神经网络，能够有效解决这一问题。通过与厂家工程师的对接，实现了DCS控制系统投用自控回路的个数统计，对因为装置停用、备用设备等原因没有投用的回路进行自动化管理，不将其计入回路总数中，并自动计算出实时的仪表自控率。将CMAC神经网络应用于DCS控制系统中，能够有效优化其主蒸汽温度控制功能，通过计算符合控制工作需求的最佳输出参数，得到计算结果后进行CMAC网络响应，若其反应结果检测显示为合理，则可以进行参数调节。通过DCS控制系统画面链接到流程图画面，工作人员能够实时看到自控率的变化，并通过对相关数据变化情况的分析，判断仪器使用情况，提高生产质量。
结论：同传统控制方式相比，先进控制技术具有动态化特点，能够根据环境变化情况，提出不同的控制管理方案，借此保障控制对象的控制效果。探究基于软测量技术的先进控制在DCS上的实现和应用方案，能够有效掌握企业信息，在部分环节发生故障时，先进控制技术的应用能够及时提供计算结果，结合DCS控制系统制定相应的控制决策，进而提高企业生产效率，增强自身竞争优势。
参考文献：
[1]冯建业.玻璃熔窑热工DCS控制系统及应用[J].玻璃,2021,48(03):25-30.
[2]黄福彦,孔谨,沈世侨.欧美集散控制系统在中国中端市场竞争战略研究[J].老字号品牌营销,2021(03):62-64.