《化工仪表及自动化》课程论文

《化工仪表及自动化》课程论文

题目：DCS技术在化工自动控制中的应用学院：生命科学与化学学院

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专业：化学工程与工艺

学号：292090137

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订稿日期：2011年11月10日

原创性声明

本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：杨国涛2011年11月10日

论文指导教师签名：

目录

原创性声明 (1)

目录 (2)

摘要 (3)

关键词 (3)

1.化工行业基本现状 (4)

1.1 我国化工企业自动控制水平现状 (4)

1.2 化工行业特点 (4)

2.DCS的概念及特点 (5)

2.1 DCS的概念 (5)

2.2 DCS的特点 (5)

3.DCS的体系结构和系统的功能 (6)

3.1 DCS的体系结构 (6)

3.2 DCS的体系结构的技术特点 (6)

3.3 系统的功能 (7)

4.DCS在化工行业中的应用和市场占有情况 (8)

4.1 应用水平 (8)

4.2 市场占有情况 (8)

5.DCS技术在化工行业中的应用情况 (8)

5.1 炼油厂DCS 应用情况 (8)

5.2 DCS 在乙烯装置上的应用情况 (9)

5.3 聚氯乙烯（PVC）装置中DCS的应用情况 (9)

6.DCS技术的发展展望 (9)

6.1 新型DCS的特征 (10)

6.2 新型DCS的突出优点 (10)

6.3 DCS技术的发展关键问题 (10)

参考文献 (12)

致谢 (13)

杨国涛

（甘肃省天水师范学院 741001）

摘要最近十多年以来，自动控制技术在我国石油化工行业中得到了广泛应用，特别是在采用DCS 技术进行过程控制方面取得了长足进展。据统计，在我国石化企业中已有200 多套DCS 投入使用。这些系统在提高企业生产自动化水平、保证安全稳定生产、提高控制精度及节能降耗等方面发挥了重要作用。

关键词 DCS；控制系统；石油；化工；塑料合成

Application of DCS in Chemical Autocontrol System

Yang Guotao

（Tianshui Normal University of Gansu Province，741001）

Abstract In the past ten years, automatic control technology has been widely used in the petrochemical industry of China, especially in the use of DCS for process control technology has made considerable progress. According to statistics, more than 200 sets of DCS have been put into use in China's petrochemical enterprises .These systems have played an important role in improving production automation level ,ensuring safe and stable production, and improving control accuracy and energy consumption.

Key words DCS；Control system；Oil；Chemical；Plastic synthesis

化学工业是国民经济的支柱产业,具有资金密集、能源密集、技术密集的特点。同时,化学工业工艺复杂、经常处于高温、高压的恶劣工作环境中,原料多为易燃、易爆、有毒物品，可靠有效的控制与保护措施就是保证安全生产和优质高产的重要手段[1]。

1.化工行业基本现状

1.1 我国化工企业自动控制水平现状

当前我国化工行业的自动控制现状总体较为落后,改革开放后经过20余年的发展,部分大型企业达到了20 世纪90 年代初国际水平,具体应用状况表现如下:

（1）现场仪表应用

常规仪表是化工自动控制的重要检测工具,通用性很强,广泛用于化工企业的流量、压力、液位、温度等工艺参数检测和控制。分析仪表是检测化工生产中化学成份不可缺少的工具,特别是随着环境保护、提高产品质量和节约能源的要求,分析仪表的作用越来越明显。80年代以来,在线工业流程分析仪表较多地得到应用,把成份信号引入调节系统和计算机系统。石油化工生产中, 采用色谱仪分析裂解炉出口裂解气、乙烯、丙烯等组份含量；其它化工厂中的聚氯乙烯、氯碱、农药生产中,分析器都被作为有效成份检测工具；工业锅炉、煤加热器等设备的燃烧控制,精馏过程中的产品组份分析都用了不少分析器。目前化工系统所用的各种型号的分析器较多,据不完全统计,化工企业所用的工业流程分析器达30 多种[2]。

（2）中央控制器配备

目前我国大部分化工企业装备了基于PLC(可编程控制器) 系统或DCS(集散控制系统) 的自动控制系统。其中，PLC用于程序控制、顺序控制和连续生产过程控制,具有使用方便、可靠性较高、维护费用相对较低的优点。其主要特点是利用计算机的逻辑运算代替传统继电器的逻辑运算,但其缺点是模拟量功能相对较弱,在化工企业的生产过程大量的模拟量信号处理中必须依靠复杂的编程来实现。而DCS是在运算放大器的基础上用计算机的模拟运算代替原来的模拟运算,在控制多个模拟量回路时很有优势,并且DCS开发的冗余功能被广泛采用, 成为许多控制方式的借鉴点。但其缺点是安装和维护费用较高, 逻辑运算速度较慢, 传输距离有较大限制,最大的问题是由于系统的不开放性,不同厂家的产品不能互换,限制了用户的选择范围。据2000年的不完全统计,目前我国应用PLC控制造气生产的小化肥厂已达78.43%；应用DCS控制生产的中型化肥厂已占65.38%,应用PLC 的占28.1%。氯碱系统使用PLC 占17.97%,使用DCS 比例为23.03%[3]。

1.2 化工行业特点