浅谈和利时DCS系统在油田的应用

　　2002 年9月，在华北油田河间稳定站改造过程中引入了北京和利时公司生产的DCS监控系统（MACS系统），经过一年多的运行实践，在生产中起到了显着的作用，下面结合DCS系统在稳定站的应用对DCS自动化监控系统在生产中的作用及给我厂带来的经济效益谈谈自己的体会和看法。

　　DCS系统就是所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。下面结合DCS在稳定站的应用，简单介绍一下DCS控制系统的特点及它所能够完成的工作。

　　一、DCS的特点

　　DCS的骨架——系统网络，它是DCS的基础和。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。

　　（一）、系统模拟图实时监控，全面监测生产现场运行状况

　　系统采用丰富、生动的画面监控管理系统可对全系统所有控制及监测点进行系统组织、综合管理、实时监控，并采用丰富、生动的画面来反映系统总貌、测点总貌、控制分组、报警状态以至每个测点的状态都一目了然，方便操作人员对整个系统各种状态的监控。

　　（二）、逻辑控制功能（自动调节系统）

　　系统具有强大的逻辑控制功能。调节系统的各种参数、调节阀的开启度的输出值，对任一调节阀的操作所引起的参数的变化都可通过图形界面上的各种参数的变化反应出来。

　　（三）、顺序控制功能和报警功能

　　所谓顺序控制功能即所谓的联锁功能。是通过计算机的逻辑运算自动对现场设备进行保护的手段。即当联锁条件满足时，自动采取的一系列动作。如电磁阀动作、调节阀自动打开或关闭、电动设备的自动动作等（软件控制）。而且系统对设备的运行状况具备完善的报警功能、报警体系，具有一套安全管理体系。

　　（四）、强大的历史功能

　　系统具有历史和时实曲线图，在图上，可以看到每一个运行设备及运行参数的历史数据和时实数据，可以对历史数据进行记录、分析和统计，系统具有日志功能，以便对现场运行情况进行分析和监测。

　　（五）、强大的报表处理能力

　　系统具有报表处理功能。根据运行参数所绘制出的生产日报表，给我们提供了分析和监测主要参数的依据。同时，我们可以根据需要对报表进行修改和打印。

　　（六）、可靠性

　　一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。

　　二、DCS在原油稳定过程中所完成的工作

　　（一）、实时性

　　对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，

　　（二）、根据生产需要对运行参数做出及时，准确的调整

　　对在生产过程中需要进行参数调整时，在操作员站上，操作员根据上级下达的运行参数，例如压力、温度、流量、液位等参数进行调整。

　　（三）、自定义设备运行报警

　　对重要设备的运行参数可以根据需要，在操作界面上、下报警闪烁或声音提示报警，提醒操作员及时处理，保证设备运行安全。

　　（四）、监督功能

　　通过对历史参数的浏览、查阅操作记录及报警信息的处理和分析，监督操作人员是否按时完成职责操作以及有无误操作，便于分析事故原因、处理事故以免类似事故发生。减少损失。

　　三、效益分析

　　（一）、减少非计划停车次数

　　通过对影响过程的运行状态的关键参数的监控，使生产的运行状态保持平稳，当生产状态发生变化时，可以及时地作出反映，避免或减少装置及设备停车造成的不必要的损失。

　　（二）、优化生产过程，提高产品的产量及质量

　　可以利用实时数据优化生产控制。生产管理人员以及工艺管理人员可以利用时实的和历史的数据对生产的工艺过程进行在线分析，及时发现过程运行的规律，通过调整工艺参数，使生产过程处于优化状态。同时也可以通过对影响产量及质量的过程参数的监控，及时发现问题、解决问题，优化控制，避免或减少不必要的事故发生。达到提高产量及产品质量的目的。

　　（三）、分析故障原因

　　当发生故障时，可以利用时实的和历史的数据，对故障进行及时的分析，明确故障发生的原因，以避免故障的再次发生。

　　（四）、提高控制准确率，提高生产效率

　　在稳定站过去的操作中，人工的控制周期只能做到数秒钟，同时操作的实际情况还要受到操作者熟练程度、精神状态等因素的干扰。而计算机控制系统可以做到毫秒级控制周期。对于生产过程当中，操作工只能完成简单的单回路控制操作，而计算机控制系统则可以根据不同的生产状况，进行多回路的关联控制，提高控制的准确性和可靠性，显着提高生产的效率。

　　系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。

　　鉴于以上所介绍的和利时MACS控制系统在稳定站的使用情况和给我们带来的可观的效益，我们不难看出，DCS控制系统是我们现代化生产所必须采用的手段，是方便操作、提高生产效率、节能增效的方式。DCS强大的功能是任何普通仪表所不能比拟和取代的。