DCS技术在化工行业中的应用分析

2022-09-11

一、DCS在化工行业中的应用及占有情况

1. 应用水平

1985年左右, 炼油化工系统在应用DCS时, 基本上是对模拟仪表的常例动作进行替代, 并没有充分的对DCS的功能进行发挥。1989年左右, 开始对开发应用DCS功能有所重视, 在应用现代控制理论的基础上研究先进控制策略, 进而达到优化控制、多变量控制以及联锁保护工艺装置。分散型控制系统在不断地朝着开放化、智能化发展, 一些我国的炼厂都选择了使用开放型I/A S DCS, 由美国FOXBRO公司生产。

2. 市场含有情况

对于我国的炼油化工系统而言, 它们所用的DCS大多数都是引进的, 具体有德国、日本、美国等, 在总套数中所占的比例约为74%, 其中最多的就是美国的霍尼韦尔公司及日本的横河公司, 所占的比例分别是17%和23%。从不完全统计的结果来看, 大型乙烯厂及大型化肥厂在对生产进行控制时, 已经100%的对DCS进行了利用, 有66%的中型化肥厂已经利用DCS对生产进行控制。

二、DCS技术在化工行业中的应用及发展历程

1. DCS在大型氨厂的应用

(1) 操作优化

一些我国大型的化工企业对计算机进行利用, 这样可以自动的对合成氨的生产过程进行控制, 对SPECTRUM系统进行利用, 可以对氢氮比、触媒温度以及合成氨的水碳化等进行测试, 进而实现了局部优化控制、建立数据模型以及自动处理系统工艺参数, 对化工行业中计算机的控制水平进行了提高。

(2) 推广节能控制系统

当下, 节能控制系统有四套, 其中, 水碳比值控制系统是普及范围最广的, 它能在生产合成氨时控制水碳比值。对于控制转化炉出口温度系统而言, 其主要有机的对燃料量进行控制。而氢氮比控制系统是主要控制空气量。另外, 控制驰放气组分压力的系统也是其中的一种。只有不断的对这些系统进行改进, 才会提高各企业的生产效率。

2. DCS在中型氨厂的应用

在中型氨厂中, 应用DCS时, 根据装置小、容量多机组来安装DCS, 一个车间基本上有一套, 在车间控制室对操作站进行设置, 由变换、造气、尿素和合成等车间进行使用, 少数厂想要加强管理, 就在调度室装设了操作站CRT显示屏。具体的控制规模是:模拟量输入为100-150点, 30-50点的开关量, 30-40个控制回路。在控制全流程时, 节能控制系统共有20个, 并用DCS进行控制。

3. 炼油厂DCS应用情况

从1980年始, 我国的炼油企业在进行自控改造时, 开始对DCS技术进行利用。利用在不同的装置上实施数字建模, 进而对专家系统进行开发, 其是具有多功能的, 这样可以对局部优化进行控制, 从而获得较好的经济效益。在改造的过程中, 出现了分馏点计算方法, 这种方法是十分高效率的, 要远远的比在线分析仪表高, 可以对调节质量进行改善。在此基础上, 若想要达到先进控制, 就需要充分的对通讯技术进行利用, 有效地修改DCS系统中倾线流量控制的模块所给的参数。

4. DCS在乙烯装置上的应用

对于石化工艺而言, 其是把石油当作原料, 在初馏、裂解、分离和聚合等过程后可以对多种的石油化工产品进行生产, 例如丙烯腈、苯乙烯和聚乙烯等。在石化企业中, DCS是应用数量最多、推广最快的。在石化企业应用DCS时, 实施时通常有两步:用DCS对常例的调节控制进行改善, 进而长周期、稳定、安全地进行生产, 为开发高层次应用奠定基础;在现代控制理论的基础上对机理模型进行研究, 进而对优化操作的应用软件和专家系统等进行开发, 对先进控制策略进行应用, 对优化计算机二级进行控制。眼下, 大部分的石化企业应用DCS仍然是处于前者。

5. 聚氯乙烯装置中DCS应用

在我国, 生产聚氯乙烯的装置既有引进的也有国产的。流程有乙烯氧氯化和氯化氢与乙炔反应生产法两种, PVC聚合是一种间歇生产过程。在生产聚氯乙烯时, 顺序控制是占很大比重的, 要根据不同的时间顺序和生产要求启动和关闭开关、马达和泵, DCS控制单元的顺序控制是具备反馈模拟控制的。要按照市场需求对聚氯乙烯进行生产, 及时地调整产品的配方, 同时也要改变控制方案。对于间歇过程而言, 装置在生产时的灵活性是极为重要的。

要严格地按照温度曲线对聚合聚氯乙烯的温度进行控制, 而DCS能够巧妙地结合反馈控制及逻辑功能, 这样就可以对聚合温度的偏差进行控制, 操作也比较方便, 产品质量也有保证。

三、DCS技术的发展展望

我国的科技在不断地发展, 随之也发展了微电子学, 多种微处理器也由此出现, 例如DCS、智能变送器和控制器, 这些就能直接控制多种功能。然而, 对于自动化控制设备及现场设备而言, 它们在不断地增加所传出的信息量, 故而所需要的通信规程要更加的先进, 而且还要是双向的、多变量的。

DCS是一种比较先进的控制系统, 而且以其优势被化工行业所广泛地应用, 其可以对控制回路的质量进行提高, 进而更加稳定安全的进行生产, 同时也更加完善生产管理。然而, 目前在对DCS进行应用时, 常规控制仍然是其主要的功能, 其高级控制策略的应用、综合控制优化参数的能力和特殊需求的控制等还需要进行提高, 也没有充分的把其硬件资源和软件资源发挥出来, 出现了大量DCS资源浪费的现象, 进一步的需要进行改进。

摘要：近几年来, 我国在不断地对社会发展水平进行提高, 随之我国的化工行业对自动控制技术进行了广泛地应用, 尤其是在利用DCS技术对过程进行控制当面。本文对DCS技术的应用情况进行了分析, 并对其的发展前景进行了阐述。

关键词：DCS技术,化工行业,应用