DCS系统中DCS系统设计及先进控制应用

DCS系统中DCS系统设计及先进控制应用
摘要DCS系统属于一种分布式控制系统，在具体使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通信技术以及网络技术等。

为了充分发挥其作用，基于此，本文对DCS系统中DCS系统设计的应用及先进控制技术的应用进行了探讨分析。

关键词DCS系统；设计；先进控制技术；应用
1 DCS系统中DCS系统设计的应用分析
（1）DCS系统现场控制站设计的应用分析。

现场控制站可以在计算机运行的基础上进行相应的检测以及控制等工作，在对系统现场的控制站進行设计的过程中，主要包括。

①机柜与电源。

在现场控制站的机柜结构，在对电源以及模块进行安装时具有一定作用，其外层的包裹材料为金属材质，通过良好的电磁屏障为内部电子设备提供服务。

在设计过程中要为屏蔽效果以及工作人员自身安全提供保障，并且在机柜设计过程中必须采取接地装置；在对电阻值进行控制时，通常情况下需要控制在3欧姆之内。

结合实际的设计了解到，风扇一般情况下都是安装在机柜的内部，这样才能将机柜中的热量进行有效的散发，可以在使用过程中起到降温效果。

另外还可以实现与外界气流的有效更替，避免有灰尘进入到设备内部，在这一过程中普遍采用的方法为正压送风方式，当机柜的温度低至一定的范围之后，就可以利用过滤网进入到柜内。

尤其是在气温比较热过着是气温较低的时候，设计人员一定要将空调装置安装在封闭式机柜的内部，这样才能实现对机柜内部温度的有效控制。

②输入与输出通道。

在计算机控制系统中包括输入通道与输出通道两个部分，并且这两个通道涉及的种类以及数量都非常多，设计人员在对DCS系统进行设计的过程中，一般情况下通道涉及的类型主要包括：第一，模拟量输入通道。

设计人员通过对各种连续性的产品进行生产，可以将线路检测有效转化为相应的电信号，这个时候在将电信号传输到输入通道之内；第二，脉冲量输入通道。

在现场控制站的仪表设备中，很多计算装置所传输的信号都是脉冲信号，其中主要包括了涡轮计算器与转速计装置等，在对脉冲量输入通道进行设置的过程中，设计人员一定要对测量信号进行全面的分析。

在PI板上，设计人员可以安装相应的定时计算装置以及标准电路，从而可以为接下来工程量的有效计算提供良好的参考依据。

（2）DCS系统中的主控单元设计分析。

对DCS系统进行设计过程中，其主控单元主要涉及了CPU与存储器两个部分，在对这两个部分进行设计的过程中，需要对以下内容引起重视。

①CPU。

结合目前的实际情况可以了解到，在DCS系统当中主要采用的是高性能16位的微处理器，同时也运用了32位的处理器，通过对这种处理器的有效应用，不但可以提升系统对问题的处理能力，同时在一定程度上还能有效减少生产过程所花费的时间。

②存储器。

目前存储器一共分为了两个部分，分别是随机存储器与只读存储器，在计算机技术正常运行的基础上，存储器可以为整体工作的安全运行提供良好的保障。

在对DCS系统进行设计的过程中，需要结合实际情况对组态进行相应的调整和修改，这样在运行
的过程中才具有一定的可靠性[1]。

2 DCS系统中的先进控制技术主要特征分析
先进控制技术主要包含模型控制策略与知识控制策略。

其中模型的控制策略包括了预测控制、生物识别以及软测量技术等几个方面，知识的控制策略包括了模型以及智能专家控制。

这两种控制策略都是先进控制技术在未来的主要发展趋势，先进控制技术已对工业系统中比较复杂的问题进行有效的处理，将工业系统内部的一些模型应用到先进控制系统中可以发挥出非常明显的优势。

通常情况下，在生产环境中会存在一些不确定因素，而先进控制系统可以对这些因素进行适应以及调节等，通过这种方式可以使控制系统与实际的生产过程之间实现有效的结合，然后对最终的控制效果进行有效的改善[2]。

3 DCS系统中先进控制技术的应用分析
结合某电厂实际，对DCS系统控制的送风机变频节能技术应用进行分析
（1）DCS系统控制的送风机变频节能技术应用的重要意义。

DCS系统控制的送风机变频节能技术应用的意义主要表现为：①便于远方监控调节，将电压、电流、频率等数据上传DCS，可远方监控并根据数据判断显示进行调节，降低劳动强度，提高效率。

②提高人员安全性。

③提高了设备运行的可靠性，可根据锅炉整体运行工况调节送风机高压变频，使设备稳定性大大提高。

（2）DCS系统中先进控制技术的具体应用分析。

结合某电厂的实际，为了更安全、可靠运行并便于操作，需要把变频调速控制融入DCS控制系统中。

DCS 控制系统与高压变频之间通过18组开关量、4组模拟量信号来实现送风机电机的自动启动、停止、调速和切换。

并增加变频轻故障报警块、重故障报警块、工频切变频、变频切工频、工频旁路状态。

单台送风机变频跳闸，在不能恢复变频方式运行时，可自动将原有的挡板控制回路中的电流平衡回路改为位置反馈平衡回路，关闭相应风门，同时将另一台送风机变频逐步加到最大后，投入送风自动。

DCS系统与高压变频器之间通过开关量模拟量信号控制送风机电机的启动、停止与调速。

某电厂原2台锅炉，4台送风机电机，每台炉的送风机分双侧布置，原送风机的出力调节由人工调节挡板来实现。

由于送风机设计时冗余功率较大，加上风量控制采用挡风板引起的阻力损耗，造成厂用电率高，影响机组的经济运行。

为了确保系统的可靠性，变频器同时加装工频旁路装置、DCS变频控制界面，变频器异常时，变频器停止运行，电机可以直接自动切换到工频下运行。

应用高压变频调速后，实现了送风机运行方式稳定，提高了锅炉运行稳定性，使调节方式更加灵活合理；实现了高压变频调速与DCS程控一体化。

采用一体化控制增加了机组安全运行的可靠性，减少了运行人员的操作程序；并且节能效果显著[3]。

4 结束语
综上所述，随着社会经济的发展以及工业生产自动化的日益普及，DCS系
统在各个行业都得到广泛的使用，尤其应用于各工业领域，并发挥着重要作用，因此对DCS系统中DCS系统设计及先进控制技术的应用进行分析具有重要意义。

参考文献
[1] 徐飞，仇志敏，张正斌..DCS系统中DCS系统设计及先进控制应用[J].电子世界，2014，（16）：177.
[2] 董瑞龙.DCS系统设计及先进控制在DCS系统中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化，2016，6（11）：98-99.
[3] 张增豪.DCS在风机变频调速系统中的应用与设计[J].中国高新技术企业，2015，（24）：13-15.。