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PLC和DCS在化工生产自动化中的发展

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：朱其通李梅

[导读] 摘要：随着我国科学技术水平的不断提升，出现了许多新型设备和产品，这极大地丰富了控制设备系统功能。

        新疆美克化工股份有限公司新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市 841000
        摘要：随着我国科学技术水平的不断提升，出现了许多新型设备和产品，这极大地丰富了控制设备系统功能。在现代化工生产过程当中，对其生产自动化提出了较高要求，对此需要相关化工企业在实际生产期间对PLC和DCS的自动控制系统进行合理应用，从而使生产效率和控制精度得到有效提高。本文针对PLC和DCS在化工生产自动化中的发展进行分析，分别介绍了PLC控制系统和DCS控制系统，并提出具体的发展对策，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
        关键词：PLC；DCS；化工生产；自动化；发展
        随着我国科学技术的快速发展，可编程逻辑控制器以及分散式控制系统有效替代了传统仪表，极大提升了化工生产的自动化水平。通过对PLC和DCS进行联合使用，可以使化工生产中的多数问题得到有效解决，但同时这两种系统在应用中还存在一定的局限性，对此需要加大技术研究水平，使PLC和DCS的联用得到改进和完善，进一步保证化工生产自动化运行过程的安全性和稳定性。
        一、PLC控制系统
        （一）系统概述
        PLC控制系统具体对可编程控制器进行定采用，具体对通信、计算机一级继电器控制等技术进行集中应用。通过运用PLC控制系统，可以使编程过程变得更为简便和快捷，具有较高的可靠性。而PLC控制系统的核心具体包括存储器以及CPU等，在编制好程序后，可以对化工生产过程实现自动控制，具有算术运算、调节、计数以及逻辑等相关功能，可利用相关通信模块对生产环节进行控制。
        （二）PLC控制系统在化工生产中的应用情况
        在化工企业的实际生产过程中，需要充分保证生产环节的连贯性，同时对于安全等级也具有较高要求，而且还有着较大的风险性。对此，通过应用PLC控制系统，可以使这些要求得到有效满足。例如，在实际生产过程中，相关企业通过对PLC控制系统进行应用，可以精准控制温度、压力、流量以及液位等相关数据。而且随着我国工业发展水平的不断提高，化工企业的规模和数量也会进一步扩大，因此PLC控制系统具有良好的发展前景[1]。
        （三）PLC与紧急停车系统
        在化工企业的生产过程中，需要有效建立紧急停车系统，其可以进一步保证生产过程的安全性和稳定性。具体来说，紧急停车系统需要通过碎石保证生产环节的安全性，并确保可以有效发挥作用，否则将会导致化工生产中产生相关安全隐患，无法有效保证化工企业生产过程的安全性。而对PLC系统进行应用，则可以有效实现这一目标。PLC控制系统的体积相对较小，安装方便，具有较强的耐用性，而且其设备外部不容易发生损坏，内部系统可对外界信号干扰具有较强的抵抗能力。除此之外，PLC控制系统的相关产品还具有统一标准，这为相关产品的维修和升级打下了良好基础。
        （四）PLC的应用局限
        在继电器控制过程中还存在一定的局限，因此需要对PLC控制系统进行应用。但该系统在最初时只能控制开关量，无法对模拟量进行处理。通常来说，较为常见的控制系统主要为一层网络结构，模拟量控制和联锁相对较少，因此一般在小型自动控制场所当中进行应用，也可作为大型自控系统的重要组成内容，对生产过程的控制相对比较简单，没有过多的数据传输内容。与此同时，PLC控制系统程序运行时，通常与设定的循环周期不符，而且产品不同，归档、监控等软件也存在差异，最终导致数据库不够统一[2]。
        二、集散控制系统
        （一）概述
        DCS也就是集散控制系统，其有效综合了显示、控制、通讯以及计算机等相关技术，以通信网络作为纽带，有效组合了过程控制级和监控级，最终形成了相应的多级计算机系统，可以对分散操作进行控制，具有灵活的配置，可以有效实现管理分级。

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        （二）DCS技术在化工行业中发展与应用
        随着DCS硬件和软件的不断更新和完善，该控制系统的整体性能和功能都得到了明显提高。DCS系统可以在我国石油、制药以及化工等行业当中进行应用，但目前我国多数DCS系统主要从国外进口而来，不仅价格比较昂贵，而且维修难度较大，对此，我国相关企业已开始进一步创新和研究DCS系统，并在多个大中型企业当中对多套DCS系统进行了配置，有效提高了DCS系统的性能和功能，具有较高的应用水平。
        （三）DCS与紧急停车系统
        如上文所述，紧急停车系统在化工生产过程当中具有十分重要的作用，需要确保在任何时刻都能稳定运行紧急停车系统，从而有效保证化工企业生产安全性。对此，相关企业需要在化工生产期间，单独设置DCS系统和紧急停车系统，使其得到优势互补，避免出现判断和操作失误等问题，使系统运行的安全性和可靠性得到有效提高，减少相关安全隐患的产生。通过对DCS系统进行应用，虽然可以使过去传统仪表控制系统中存在的一些问题得到解决，但随着化工生产环节的复杂化，仍然存在相关的生产控制问题，对此需要进一步分析DCS系统的应用问题，使系统的运用水平得到提升[3]。
        （四）DCS控制系统应用的局限性
        现如今，DCS控制系统的相关应用虽然已经相对成熟，但还存在一定的局限性，具体来说包括DCS硬件故障、现场信号问题、权限保护以及组态便捷性等，对此为了充分保证相关软件和接地、供电等系统应用的可靠性，需要从以下几个方面进行完善。
        首先，系统运行过程存在的环境局限，为了能够充分保证DCS系统运行的稳定性，需要合理控制温度、湿度等相关因素，而且还应对其放置位置进行合理选择，避免在尘土较多的地方进行安放，同时还要确保现场不能存在强腐蚀的气体，否则将会对系统正常运行产生影响，导致DCS死机，无法满足全天候和室外工作等要求。
        其次，系统和软件安全存在一定的局限性。由于相关系统的安全防范等级相对较低，而且在软件当中还存在一些安全漏洞，因此需要规范操作人员的权限设置，对U盘使用加大注意，做好光盘等相关数据设备的病毒防治工作。
        再次，对外界应力具有承受局限性。在系统发生碰撞或产生较大振动时，在外力作用下将会对系统运行的稳定性产生影响。在此情况下，维修或更换系统的相关器件时，工作人员需要在操作前佩戴防静电手环。
        最后，系统设计的局限性。在设计和安装DCS系统时，需要对系统的升级和拓展等进行充分考虑，还要做好系统维护工作，从而对系统运行状态进行掌握，保障系统的安全稳定运行[4]。
        三、FCS系统
        将PLV和DCS系统在化工生产自动化控制系统当中进行应用，需要在此基础上对FCS系统进行应用。FCS系统具体是指现场总线控制系统，是一种新型控制系统，具有良好的发展态势，主要对数字智能现场装置进行应用，采取双向数字通信现场总线信号制，可以使系统的响应时间得到改善。对总线系统进行应用，虽然增加了信息的传输处理量，但可以有效减少传输线缆数量，可以在现场就地解决多数信息，使信息的往返时间和次数得到了有效减少，同时也使系统的处理速度得到加快。
        结束语：
        综上所述，随着我国工业的现代化发展，特别是化工行业的发展速度不断加快，对其自动化控制系统也提出了更高的要求。对此，相关化工企业需要PLC和DCS在化工生产自动化控制中的应用加大重视程度，并有效改进相关控制系统，使系统的控制能力得到提高，从而更好地满足化工生产过程的相关控制要求，促进我国化工行业的快速发展。
        参考文献：
        [1]龙勇云.PLC技术在化工生产自动化中的应用研究——评《PLC应用技术》[J].材料保护，2020，53（04）：176.
        [2]缪红兵.关于PLC在化工生产自动化中的应用研究[J].中国设备工程，2018，14（04）：142-143.
        [3]徐霁堂，刘彦磊，许珊.论PLC和DCS在化工生产自动化中的发展方向[J].现代商贸工业，2016，24（14）：163-164.
        [4]韩延义.PLC技术在化工生产自动化中的应用[J].中国校外教育，2016，27（12）：100.