DCS系统对安全管理的促进与局限
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当代化工研究
Modern Chemical Research
164百家争鸣2020・22 DCS系统对安全管理的促进与局限
*张鹏燕
(鄂尔多斯市应急管理局内蒙古017200)
摘耍:DCS在当前的工业体系中广为应用,该系统能够给生产带来很多便利,也能促进对安全生产时管理,但作为智能保护系统免不了出一些难以预料的问题,比如程序bug,系统过载,断电等造成餉故障.如何更好地使用DCS系统,并促进对安全生产的管理,突破系统时局限性,是一个值得探讨餉问题”
关键词:DCS系统;安全管理;化工
中阖分类号:F文献标识码:A
The Promotion and Limitation of DCS System to Safety Management
Zhang Pengyan
(Ordos Emergency Management Bureau,Inner Mongolia,017200)
Abstracts DCS is widely used in the current industrial system.The system can bring a lot of convenience to production and promote the management of safe production.However,as an intelligent protection system,there are some unpredictable problems,such as program bugs and systems.Failure caused by overload,power f ailure,etc.How to make better use of t he DCS system,promote the management of s afe production,and break through the limitations of t he system is a question worthy of d iscussion.
Key words:DCS systems;safety management^chemical
引言
时代的进步带动了石油化工等产业的精细化发展,对生产方面的各项性指标界定越来越精准,对生产线自动化及控制水平的要求也越来越高,这就促进了仪表控制系统向着更加精准的方向发展。
伴随着计算机自动化的发展,计算机的控制技术成长越来越块,DCS(Distributed Control System)控制系统在化工领域被更好地利用,同时在工业生产当中的各个领域都能看见。
对于很多的化工行业来说,DCS系统可以说是工厂生产的总指挥部,DCS系统的运行可靠性对工厂的生产造成直接影响。
所以,DCS系统的安全性和可靠性需要不断地得到保障,同时也要提高系统的抗干扰能力,减小DCS系统的故障率,这样才能够保证生产的安全进行,同时也能够使得生产成本降低。
但是目前DCS控制系统仍旧存在着一些局限性,比如信号干扰问题,如何才能够提高DCS系统的安全性,减少DCS系统存在的问题,提高系统的稳定性和安全性,使得DCS系统趋向于更高的集成化水平,减小系统运行和维护成本,增强对恶劣环境的抗性,减小不确定性等问题具有十分重要的现实意义。
1.DCS系统
DCS系统是一个分布式控制系统,在中国通常被称为集散控制系统。
与传统的工业设备控制相比,它是一套现代信息化技术集成的智能控制系统可以说是在数字控制系统(DDC)和监视计算机控制系统(SCC)以后的新型自动控制系统。
DCS能够一次性联控多台计算机,具有较高的信息处理能力,能够很好地进行监视和管理,并且每台计算机对不同区域进行单独控制有助于分散危险;DCS利用其强大的分布式控制,智能化的集中式管理,高度的可信赖性,反应迅速的配置软件,以及联动性能等优势的集成,使DCS能够 在工业自动化控制方面体现日益突出的功能,从而是指在工业领域慢慢成为应用程序的主流。
DCS系统的大多数主要的应用和市场都集中在某些流程复杂且易变的行业,例如石化行业,在石化行业中收集与控制压力,流量等方面的信息。
DCS集成了直接数字控制系统(DCS的前身)配备的成熟监视技术。
化学制造过程需要塔,罐,釜和罐等大型过程设备进行操作,因此,除了模拟量外,数字量或开关量也是顺序的控制也非常重要,这些设备与各种机电设备同时工作,对于设备(泵,风扇,压缩机等)和阀门的开/关监控,DCS 能够满足生产化学产品的功能要求。
DCS控制系统具有安装方便,安全可靠的性能,易于使用的人机界面,易于使用和维护,易于扩展和升级等特点,符合工业控制的要求。
因此,DCS系统对安全管理具有很大的促进作用。
2.DCS系统对安全管理的促进
DCS系统用于化学产品的主要功能是监视,控制,警报和记录。
实时监控是指在DCS系统中化学产品生产期间收集的重要数据,这些数据可以反映实际生产条件。
此外,DCS 系统可以更好地控制生产节点,监视和管理各个节点上的紧急情况,并能够让操作人员及时提供相关的调整计划以确保生产安全。
DCS系统的自动控制意味着DCS系统可以在化学产品生产过程中调整某些PID参数,从而使公司可以更好地控制生产过程,生产更稳定的产品并实现产品高良率。
可以获得更好的结果,例如高质量和减少污染物,还能够节省公司大量的生产成本,这使公司在生产过程中可以获得更多的利润,同时使生产过程更加环保。
警报是指DCS系统用来警告设备的运行状态,例如物料量,温度变化和设备压力变化。
当出现超出要求的现象时,会立即发出警报以确保安全,反应进度和特定警报值由技术人员设置。
发生问题时,警报功能会响应不同的设备问题而发送不同的警报消息,从而帮助维护人员快速发现现有问题,并同时使用警报信息提供相关的解决方案。
通过DCS可以控制化学反应中反应的流速,以获得正确比例的反应物。
根据过程的性质,从控制角度来看,系统的反应整个流程囊括了温度升高、压力升高、转变、恒定温度
当代化工研究
Modern Chemical Research丄UQ 2020•22百家争鸣
和恒定压力等步骤。
最需要精确的控制是恒定温度-压力这个节点,这也是温度响应周期的关键节点。
因此,这个节点
上必须使用精密铠装双芯钳电阻器进行温度测量。
使用DCS 之前的系统控制温度时,可能会出现诸如高热效率,高容量和传热效果不足等方面的问题。
不过,使用DCS系统后,可以有效地提高温度控制的准确性,并防止系统变慢。
当温度
升高时,系统会自动启动温度程序控制的供应操作。
如果工作中温度突然下降,系统将立即停止操作以提高安全性。
借助DCS系统,生产过程中可以合理地调整材料的数量,以使其更具响应性,减少污染并更加环保。
同时,可以有效减少系统过度波动所造成的经济损失,提高系统安全性。
DCS具有联锁控制功能,这是一种自动计算功能,使用 计算机技术对化工企业的生产过程提供保护。
根据该定义,
当系统运行以满足化工企业生产过程中的联锁控制要求时,
系统会自动启动一系列操作。
例如,系统自动打开和关闭调节阀,控制电磁阀以及控制电气设备。
由于联锁控制的操作是计算机软件工作的结果,因此计算机与联锁系统高度相关,准确且可靠。
同时,在进行互锁控制后,系统可以确定化工企业中出现的故障,并具有一定的记忆存储功能。
它可以完全取代公司的人工工作,自动处理紧急情况,并完成许多解决问题的任务。
通过分析联锁控制原理,比如当工作人员发现当物料下降到先前设置的位置时,DCS系统会发送警报消息,自动启动切换步骤,然后电动机开始运行;当工作人员发现当物料高于到先前设置的位置时,DCS控制系统还会发送警报消息,以自动断开和停止电动机。
操作员还可以手动操作系统以发送信号。
这样,员工仅需操作控制系统即可使其工作更安全。
3.DCS系统对安全管理的局限
随着DCS系统的发展,它在石油,化工,电力体系和其他行业中发挥着重要作用。
一旦发生故障,它将影响正常生产,并可能导致生产中断,设备损坏甚至安全事故。
因此,
维护和管理DCS系统对于设备人员来说是非常重要的任务。
在许多化学工业中,在制造过程中不可避免地会产生灰尘、
腐蚀性气体和振动。
这些缺点严重影响DCS机房中设备的安全稳定运行。
DCS系统作为自动化控制体系不可避免地会出现一些未知的bug,导致意外情况发生,例如操作站上的黑屏,网络 中断和控制器故障。
如果系统控制器的异常开关使整个系统失去控制超过10分钟或者由于主服务器崩溃,生产波动,网络被病毒攻击等,操作员都可能会没有办法获得相关的数据等导致参数丢失。
这些事故包括设备事故,驾驶事故和责任事故,它们对稳定性和经济性有相对严重的影响。
生产系统的运行造成了客观的财务损失,甚至严重威胁了安全生产。
应制定综合分析和相应的应急预案,并对可能发生的严重事
故进行定期培训。
例如UPS主机故障导致DCS系统关闭,导致化学合成和纯化设备被切断,反应被终止并关闭了生产设备的电源。
有案例介绍,某事件中DCS系统关闭,导致24V DCS 电源故障,导致生产单位气体发生器的烟囱阀打开,大量的有毒气体泄漏,操作员错误的关闭了系统警报,导致无法找到控制系统生产过程中的异常,致使异常阀门未及时关闭,
使得整个生产系统停产。
DCS系统关闭,也曾导致220V交流电压串接烧毁了整个模块。
在过去的几年中,DCS接线方法没有太大变化,仍然保持一对一的连接。
即,该设备具有一对传输线,并且信号在
一个方向而不是两个方向上传输。
实际上,DCS只能实现半分散。
这使得整个系统的布线非常复杂,控制电路也非常简单。
传输的信号经过很长的路径,这会导致很多问题。
例如,整个项目需要时间,安装这些生产线的成本自然会增加,而维护这些生产线并非易事。
为了了解DCS系统通常会发生故障的发生原因,对DCS系统的使用和实时操作数据展开分析,并且参考实际的故障处理经验,发现主要是由于以下原因:(1)工作站操作过于频繁。
工作站具有许多软件和硬件设备,但是这些设备具有固定的使用寿命。
除了使用寿命以外,它还对节点通信产生不利影响,并干扰数据接收和信息传输。
(2)DCS系统配置不足。
在应用DCS系统之前,比如说火电站仍旧有一部分在使用传统的控制系统,并且过去的数据库配置非新的系统配置。
(3)DCS系统上的负载过高。
动态监视过程通常用于在系统运行期间监视数据网络。
完整的状态监视程序会消耗大量流量,并占用大多数网络资源。
另外,DCS维护人员已经发生了重大变化,缺乏专业技能和工作经验。
操作员的责任感较弱,缺乏安全意识和安全技能。
未经授权访问操作员站上的手机U盘可能会造成木马病毒感染的风险。
4.总结
任何的DCS系统都会在服役过程中出现或大或小的故障,这是不可避免的,但是我们能够通过更好地维护作业,
使故障发生的概率变小,加强人员的培训作业,提高相关设备的配套设施,提高系统可靠性,抱着一颗专注的心,勤思 考,多总结,这样才能够减小提高DCS系统的故障率,保障生产作业的安全进行,使得企业能够向着更好的未来发展。
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【作者简介】
张鹏燕(1982-),男,汉族,内蒙古呼和浩特市人,硕士,
中级工程师,鄂尔多斯市应急管理局;研究方向:危险化学品安全生产.。