白酒罐区自动化DCS控制_白彦秋

白酒罐区自动化DCS 控制
白彦秋1，季树太2
（1.哈尔滨现代酒业技术咨询有限公司,黑龙江哈尔滨150090；2.黑龙江省酒业协会,黑龙江哈尔滨150001）
摘要:介绍了DCS 控制系统的概念、设计原则、系统架构、组成与功能。

DCS 控制系统对白酒生产过程控制和监测的管理实现了白酒从原酒贮存、勾兑、储存、运输等过程的自动化控制，可以提高企业生产保障能力，实现了白酒行业成品酒生产的自动化控制。

关键词：白酒；罐区；自动化；DCS ；控制中图分类号：
TS262.3；TS261.3；TS261.4文献标识码：B
Automatic DCS Control in the Area of Liquor Tank
BAI Yan-qiu 1,JI Shu-tai 2
(1.Harbin M odern Liquor Industry Consulting Co.Ltd.,Harbin,Heilongjiang 150090,China;
2.Alcoholic Industry Association of Heilongjiang Province,Harbin 150001,China)
Abstract:The concept,design principles,system structure,and composition and functions of DCS control system were introduced.The controlling and monitoring of DCS in liquor production realized the automatic control from origin liquor storage,blending,and storage to transportation.The process improves the support capability of production,and realizes the automatic control of liquor product manufacture for liquor enterprise.
Key words:liquor;tank area;automation;DCS;control
近年来，从白酒生产企业现状及行业发展趋势来看，我国白酒生产集中度向着大中型企业集中，白酒生产企业呈现了大型化发展的趋势。

整合酿酒产能、
调优产品结构、提升产品档次、合理配置资源、集约化生产、突破生产保障瓶颈制约已成为白酒企业实现新的跨越式发展的目标保障。

采用高新技术改造传统的白酒业，提升白酒生产过程的自动化水平和管理水平，达到白酒的高技术产业化生产，已经成为白酒企业求生存、促发展的当务之急。

大型企业对白酒生产新建项目初期就要求具有大规模生产能力。

在改造和新建的同时，老厂也面临
着罐区容量改造的投资，确定合适的投资规模和匹配的罐区容量及选择高效率的生产运行控制系统，在白酒成品生产新建改建项目立项设计阶段就应结合整体结构、生产能力、勾储能力、罐和管道配合、设备设施布局以及系统架构、系统精度、可靠性设计等都需要设计之初反复论证和周密地考虑，以利于设计出适合的整体解决方案。

在白酒成品生产新建改建项目的整体解决方案及系统控制中，DCS 分布式控制系统对白酒成品生产过程控制和监测管理实现了白酒从原酒、勾兑、储存、运输和过程监控的自动化控制。

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DCS 控制系统
DCS 控制系统，即分布式控制系统，是相对于集中控制系统而言的一种计算机控制系统，是在集中
文章编号:1002-8110（2012）04-0068-04
收稿日期：2012-05-02
作者简介：白彦秋（1961-），男，大学，高级工程师，主要从事白酒生产自动化控制设计、
研究、开发工作。

新工艺·新设备·新技术
本栏目由
杏花村汾酒
独家协办
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第39卷第4期2012年7月
酿酒LIQUOR
MAKING
Vol.39.№.4July ，2012
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白彦秋，等：白酒罐区自动化DCS 控制第四期
2012
图1DCS 系统拓扑图
控制系统的基础上发展、演变而来的。

作为一个集过程控制和过程监控为一体的计算机综合系统，在通信网络技术快速发展的不断带动下，
DCS 系统已经成为了一个综合计算机、通信、显示和控制、监测等技术的完整体系。

其主要特点是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

白酒成品生产过程是由过程控制为主的分过程组成，由部分的连续调节控制和部分的逻辑联锁控制构成。

白酒罐区DCS 控制系统不仅是一个以控制功能为主的控制系统，而且还是一个充分发挥信息管理功能的综合平台系统。

DCS 系统提供了从现场到设备，从设备到罐体，从罐体到区域，从区域到生产中心，从生产中心到企业管理层的整个信息通道。

这些信息充分体现了全面性、准确性、实时性和系统性。

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系统设计原则
白酒罐区DCS 系统强调系统集成性和方案能力，除保留传统DCS 所实现的过程控制功能之外，
还集成了PLC （可编程逻辑控制器）、RTU （采集发送器）
、多回路调节器、各种智能采集或控制单元等等。

DCS 系统不仅提高了控制精度，而且提高了生产过程的自动化水平。

人机界面的计算机监控画面，给生产运行操作人员以直观的工艺流程显示，减少了生产运行操作人员的工作强度，提高了劳动效率；大屏幕显示屏的应用，更全面清晰地掌握系统的整体框架与工艺过程。

系统的所有功能，都需要DCS 设计、研发和生产过程中进行规划和定位，白酒罐区DCS 系统在设计研发阶段，遵循了下面几点的设计原则：2.1分布式全冗余结构2.2高速可靠冗余的通信网络2.3全智能I/O 模块与专用电路设计2.4低功耗、小型化、表贴化、宽供电2.5高可靠、热插拨、宽温、动态维护2.6可视化图形组态2.7开放式系统
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图2
操作界面
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系统架构
DCS 系统集成了白酒储存、净化、输送、控制管理，采用上位机集中管理、下位机分布式I/O 分布控制，形成一套完整的散酒卸车、原酒储存、净化、输送至物流中心等的控制体系。

除实现分散式传统的过程控制外，向下扩展直接将现场仪表与智能执行机构纳入DCS 系统，加上各种形式的远程I/O ，整合各类现场总线设备，实现了现场总线控制系统与DCS 系统的一体化。

白酒企业计算机管理系统软件的不断应用，过程控制系统也逐渐与管理系统相结合。

通过网络互联的方式，可以将过程系统以数据库调用的方式，与企业的资源计划系统相联，进而形成企业一体化的生产控制新的格局。

白酒DCS 系统是具有更高层次，更大范围的企业生产解决方案。

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系统组成与功能
白酒罐区DCS 系统具有性能价格比高，扩展方便、控制精度高、可维护性强、无故障工作时间长等特点，性能指标能满足白酒成品生产过程的全方位需求。

系统具备可扩充性，能够实现与其他分布型计算机控制系统、上层信息管理系统的无隙连接。

4.1硬件结构
系统操作站采用原装工业控制计算机，运行系
统稳定，环境要求标准低，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，散热系统好，可靠性高。

交换机选用快速以太网交换机，稳定性、可靠性、性价比较高。

控制站采用分布式I/O 结构的PLC ，可靠性、稳定性、扩展性都很高，处理速度快，与组态软件之间的通讯速度快，极大的降低了成本，方便了现场布线和设备维护。

4.2软件功能
用先进的组态软件实现了白酒成品生产过程的优化控制和安全操作，生成友好的人机界面，实时、安全、可靠地对白酒生产过程实行监测、控制和优化。

采用了先进控制技术、过程优化技术、网络技术、现场总线技术和现代测量技术，软件设计规范化、模块化，接口灵活，升级方便。

专用控制模块很好满足了白酒生产过程的各种特殊要求，实现了全自动控制。

4.2.1实时数据库
4.2.1.1实时数据采集，达到毫秒级数据采集功能。

4.2.1.2与下位机如PLC 等设备通讯速度快。

4.2.1.3解决数据量大时产生数据丢失或运行速度慢的问题。

4.2.1.4使用网络数据库通讯功能，安全可靠，读取数据速度快。

4.2.2组态软件
第四期2012
酿酒70
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《酿酒》祝读者朋友健康快乐！
4.2.2.1为客户机提供远程操作和监视。

4.2.2.2基于事件驱动通讯，刷新速率快。

4.2.2.3集中的软件管理，维护成本低。

4.2.2.4提高数据的安全性，运行稳定性。

4.2.2.5组态界面效果佳。

4.3图表化操作界面
整个系统的工艺设计、程序开发以及参数设计提供开发设计环境、脚本的编写，使数据显示更准确、
操作更简单、功能更强大，进行一些简单的参数设置，就可以达到复杂的控制和正确的显示，简化了用户的复杂操作。

采用工艺流程图形化操作，大屏幕显示，直观简洁。

提供分组控制画面，模拟传统调节仪表和测量仪表显示、操作方式，实时显示使用状态、流量数据，工艺过程动态显示，测量值、设定值、输出值、手自动运行方式和报警方式等信息一目了然。

实现任意分组方便操作人员操作，可以对每条管线进行独立操作，对各种预设参数进行设置，可进行定量、计量、累计输送，完成输送管线的操作任务。

供多种表格显示，可以根据需要把相关参数集中在一张表格中，便于掌握生产状况和分析。

提供趋势显示，可以根据需要把相关参数集中在一张趋势图中，便于比较和分析。

4.4权限设置
工程师站、操作员站均有身份密码识别和权限识别，操作安全。

登录操作实时记录每一个阀门、泵、仪表等状态以及进行该项操作的人员，以便安全管理。

提供报警画面显示，提供实时和历史报表、批次报表的显示和打印功能。

4.4.1工程师站
负责独立系统区域的管理，日常系统监视，工艺流程上的操作和控制，参数设置、修改，数据统计、查询，复杂报警处理等权限。

4.4.2操作员站
负责独立系统区域内的日常系统监控和查看以及工艺流程上的一些必要的操作和控制，一些简单的报警处理等权限。

4.5监控报警
自动化监控实现数据采集及报警、
报表等功能，提高了系统的监控能力及管理水平。

可通过以太网架构以及各种数据服务器将数码图像监控纳入到DCS 系统，引入了现场的可燃气体浓度实时监测等技术。

报警分紧急、高优先级、低优先级、无动作四个级别，在每幅画面的上方都有一个系统报警窗，显示最近发生的报警事件。

画面用棒形图显示工艺参数实际值，当报警发生时，棒形图由绿变红闪烁进行提示。

处理限值报警、偏差报警、变化率报警、录入超时报警等多种类型的报警，并具备报警优先级管理，可按区域或单条记录进行报警确认。

报警限值的修改由持有密码的工程师修改，未被授权人员无法修改。

报警通知除在屏幕显示外还可以通过语音或其他方式通知操作人员。

在报警查询画面上可以查看到一年之内的历史报警。

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结束语
白酒成品生产自动化系统经过十余年来在多个白酒企业新改建项目生产实践中的探索，通过不断的改进、新技术的引入、工艺参数的优化及算法的调整、组态、编程和现场安装调试等技术进步，同时针对不同工艺操作要求及运行中存在的问题，不断进行改进、
完善，白酒罐区自动化DCS 控制现已达到了白酒成品生产运行系统的高效稳定。

系统具有操作简单方便，人机界面友好，实用性强的特点，提高了生产效率和系统的安全监控能力，满足了白酒罐区生产管理的安全、稳定和长周期运行的需要。

确保了白酒成品生产的平稳安全，直接提高了白酒企业生产保障能力，为白酒企业带来了十分明显的经济效益，实现了白酒行业成品酒生产的高技术自动化控制。

[参考文献]
[1]王常力.分布式控制系统(DCS)设计与应用实例[M].北京:电子工业出版社,2004
[2]武平丽.过程控制及自动化仪表[M].北京:化学工业出版社,2007
白彦秋，等：白酒罐区自动化DCS 控制
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