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[摘要]随着科学技术的不断发展，焦化生产工艺流程复杂以及设备控制较多的问题得到解决。目前在工业自动化发展过程中计算机的应用控制技术受到了人們的广泛使用，不但方便设备控制，而且也简化了工艺流程，一定程度上提高了劳动效率，减少了资源浪费。本文主要研究的是基于Dcs的焦化工程自动化系统设计，运用当前的先进科学技术深入研究DCS系统，提高DCS系统在工业自动化中的应用效果。
[关键词]焦化工程DCS
自动化系统
集散控制
计算机控制
现场仪表控制
随着现代化科学技术的不断提高和改进，各工业领域中计算机和自动化技术的应用发展成为了工业领域中的主要技术。计算机技术和自动化技术的提高和发展，不但在实际应用中提高了劳动率，而且还节约了使用资源，降低了能源消耗。在一定程度上还控制了环境污染，提高了工业化生产的可靠性和安全性。其中DCS控制系统是集自动化控制系统和网络信息以及计算机等现代化技术于一身，并在实际应用中很受推崇，在各个工业生产中被广泛应用，提高了经济效益，保证了产品质量和生产效率，在工业化生产中具有很重要的作用和意义。
1目前我国焦化工业DCS自动化系统发展和存在的问题
随着社会经济的快速发展，科学技术在一定程度上也取得了很大的成就，如焦化工业生产技术，其中主要采用的是DCs控制系统实现工业生产过程中的设备控制和工艺流程实施，并随着焦化工业的不断改进中也得到了广泛的应用。但是随着新科学技术和现代化工业生产的不断发展，DCs控制系统在炼焦过程中仍会出现问题，在资源合理利用，控制污染以及信息化技术水平等方面还存在问题。虽然我国在焦化企业发展中取了一定的成效，但是由于焦化生产过程比较复杂和特殊，在生产和回收过程中还存在有毒气体或是爆炸的现象。系统功能比较单一，在生产过程中会存在安全隐患等不足之处。尤其是对复杂数据的采集和计算方面，往往会出现误差，焦化生产质量就会明显降低。因此建立一个比较可靠和合理的综合性自动化系统的方案至关重要，比如当前社会中发展比较迅速的计算机技术和网路通信技术等合理应用于焦化生产过程中，以此达到节约能源，减少污染，提高生产质量和经济效益，实现现代化科学生产技术水平。
2焦化自动化控制系统的设计方案探讨
本文主要研究的是陕西东岭焦化工程自动控制系统的设计方案，并探讨在实际应用中的要求，以及目前焦化企业发展的需求，新系统研究的分析等主要内容。
2.1焦化自动化控制系统的总体设计
根据东岭焦化工程的现状和工程概况，在设计过程中系统应该在生产和管理以及操作方面要求简单、方便。总体的设计过程中主要以DCS硬件为开发平台，然后采用计算机技术和网络通信技术等现代化生产技术相结合的设计思路，实现焦化生产数据采集和计算的可靠性和准确性。确保在数据采集过程中可以将温度、压力、流量等信号进行集中采集、控制、统一管理和调节。但是整体设计应该遵循经济、实用和高效性的原则。尤其是在系统操作和运行方面要有更高效的可靠性，并且还应该具有先进的通讯技术以及良好的开放性和扩展性，让焦化自动化生产技术具有一定的可发展空间，保证能够进行远程或是现场输入和输出，提高其使用的可靠性。
2.2焦化自动控制系统平台设计概况
焦化自动控制系统平台设计主要包括JX-300X DCS的硬件与系统组态软件两大部分。其中JX-300X DCS的硬件中，控制站主要包括主控制卡、控制站以及汇线槽和集线器。控制硬件由各类卡件、机柜和输入/输出机笼等组成。控制站在系统中能够实现自动化生产的逻辑控制、算术运算、过程控制以及数据采集等功能。主控制卡能够实现信号采集和处理，并可以将现场输入的信号和数据进行优化控制等控制。机柜主要是由拼装结构组成，能够方便整个系统的走线。输入/输出机笼能够配置20块卡件，而且能够采用比较简单的方式实现比较复杂的生产控制过程。控制站卡件中的各类卡件组合在一起，能够实现信号采集和处理，并进行相应的控制和计算等作用。控制站组态主要由控制站I/O组态、控制方案组态以及操作站组态等五个部分组成。如下图1所示是控制站组态图：
操作站硬件主要由鼠标、操作台、打印机及彩色显示器等组成。操作站组态如下图2所示：
JX-300X AdvanTrol系统软件的主要特点是能够采用实时数据库，可以采用高级控制算法，进行各类控制参数报警设置，能够实现语言组态和图形化编程组态相结合等功能。JX-300X AdvanTrol由实时监控软件和系统组态软件两大部分组成，主要包含AdvanTrol实时监控软件、SCKey系统组态软件、sCLangC语言组态软件、SCLD梯形图组态软件，Sprt报表制作软件、SCFBD功能块组态软件以、MfcDraw流程图制作软件及SCSignal信号调校软件等组成。如下图3所不：
实时监控软件AdvanTrol能够在DCS监控中使用，实现用户界面的标准化，操作员可以对各种画面任意切换操作，对流程画面上的各类工艺参数进行了细致的调整和控制。可以在一个画面上查看出更多的数据，而且在画面操作过程中不会影响到对其他程序的观察或操作，具有一定的可靠性，同时也遵循了系统配置的原则，实现了系统设计应该改进和达到的要求。
3焦化自动控制系统硬件的实现
焦化自动控制系统硬件配置包括炼焦分系统硬件的实现、冷鼓电捕分系统实现和化产分系统硬件实现以及通讯系统实现和电源系统设计实现。
3.1炼焦分系统硬件和冷鼓电捕分系统硬件以及化分系统硬件的实现
炼焦分系统硬件主要由炼焦分系统I/O点、炼焦分系统硬件配置两大部分组成。其中I/O信号类型有模拟量输入/输出，信号类型为标准Ⅲ型4—20mA信号，开关量输入/输出四种。炼焦分系统控制站硬件主要有17种，如主控制卡、数据转发卡、电源、电源指示卡、热阻信号输入卡和电流信号输入以及继电器等。操作控制站和数据管理硬件有操作站、打印机、操作台和工程师站以及UPS电源。 冷鼓电捕分系统I/O点信号类型基本和炼焦分系统I/O信号类型相同，有模拟量输入/输出4-20mA电流信号，开关量输入/输出信号。其中冷鼓电捕分系统控制硬件配置的组成部分也和炼焦分系统硬件配置相同，在硬件数量上主要根据系统需要进行设置。化产分系统硬件实现也与炼焦分系统硬件和冷鼓电捕分系统硬件配置基本相同，I/O点信号类型也相同。
3.2通讯系统实现和电源系统设计实现
通讯系统结构的实现要求设计具有一定的可靠性和开放性，因此本文在研究和分析过程中采用的是三层通信结构，依次是信息管理网、过程控制网和控制站内部的I/O控制总线，提高了通讯系统的可靠性和安全性，实现了在焦化生产过程中高效的通讯功能。如下图4所示：
其中信息管理网在系统网路的最上面一层，能够有效实现整个生产工厂的信息综合管理。过程控制网能够在过程控制中传输各种实时有效的信息，控制站的内部网络主要控制的是各卡件之间的信息交换。
在焦化DCs控制系统中电源系统的设计非常关键，贯穿于整个生产控制系统，如果在生产过程中出现电源短路或是其他问题就会影响到整个工厂系统正常生产运行。因此DCs系统中电源系统设置的可靠性和安全性十分重要，同時在配置过程中要实现其经济性的原则。
4焦化工程自动控制系统软件的实现
4.1工艺流程设计
焦化工程自动控制系统软件工艺流程设计主要包括炼焦分系统工艺流程图、化产分系统工艺流程图和冷鼓电捕分系统工艺流程图。在DCs实际控制中，主要是对生产流程和工艺设备进行实时监控，并掌握和调节焦过程的工艺参数。通过流程图开发人机界面，除去焦油和氨水，并设置测点工艺数据。
4.2系统运行情况监视、报警和故障诊断以及系统登录
系统运行情况监视主要是根据工艺运行情况和组态信息进行实时数据监测，画面会显示32个位号，位号的内容都基本相同，包括位号、描述、数据值以及单位和报警状态，在调整过程中比较方便。报警显示能够根据工艺运行和组态信息动态显示出新的信息和报警条件，可以滚动显示近1000条的报警信息，显示的主要内容有动态数据、类型和时间等。同时也可以根据系统要求将报警信息进行组合，确保报警显示的准确性和高效性。故障诊断也是根据画面显示的内容进行判断，可以进行远程诊断，并能将掌握到的信息及时准确的反应出来。
为了保证系统运行的安全性，可以根据实际情况设置观察员、操作员、工程师以及特权级四种权限，并设置相应的登录密码，确保系统操作的可靠性。并且这四种权限中操作员可以拥有监控权，但观察员只能对系统的运行的各个画面和仪表检测到的状态进行实时观察，工程师主要根据生产系统工艺的要求进行调整和组态编程，如果出现问题要及时修改，确保系统的正常运行。特权级可以拥有工程师的权利，也可以对特殊设置进行修改。
5总结
焦化Dcs自动化控制系统在设计和改进的过程中要遵循高可靠性和经济实用性，具有良好的发展空间等的原则。并在此基础上才能进一步对系统硬件和软件的设计与实现，才能更好的保证系统功能要求的实现，满足当前焦化企业生产的需要。
[关键词]焦化工程DCS
自动化系统
集散控制
计算机控制
现场仪表控制
随着现代化科学技术的不断提高和改进，各工业领域中计算机和自动化技术的应用发展成为了工业领域中的主要技术。计算机技术和自动化技术的提高和发展，不但在实际应用中提高了劳动率，而且还节约了使用资源，降低了能源消耗。在一定程度上还控制了环境污染，提高了工业化生产的可靠性和安全性。其中DCS控制系统是集自动化控制系统和网络信息以及计算机等现代化技术于一身，并在实际应用中很受推崇，在各个工业生产中被广泛应用，提高了经济效益，保证了产品质量和生产效率，在工业化生产中具有很重要的作用和意义。
1目前我国焦化工业DCS自动化系统发展和存在的问题
随着社会经济的快速发展，科学技术在一定程度上也取得了很大的成就，如焦化工业生产技术，其中主要采用的是DCs控制系统实现工业生产过程中的设备控制和工艺流程实施，并随着焦化工业的不断改进中也得到了广泛的应用。但是随着新科学技术和现代化工业生产的不断发展，DCs控制系统在炼焦过程中仍会出现问题，在资源合理利用，控制污染以及信息化技术水平等方面还存在问题。虽然我国在焦化企业发展中取了一定的成效，但是由于焦化生产过程比较复杂和特殊，在生产和回收过程中还存在有毒气体或是爆炸的现象。系统功能比较单一，在生产过程中会存在安全隐患等不足之处。尤其是对复杂数据的采集和计算方面，往往会出现误差，焦化生产质量就会明显降低。因此建立一个比较可靠和合理的综合性自动化系统的方案至关重要，比如当前社会中发展比较迅速的计算机技术和网路通信技术等合理应用于焦化生产过程中，以此达到节约能源，减少污染，提高生产质量和经济效益，实现现代化科学生产技术水平。
2焦化自动化控制系统的设计方案探讨
本文主要研究的是陕西东岭焦化工程自动控制系统的设计方案，并探讨在实际应用中的要求，以及目前焦化企业发展的需求，新系统研究的分析等主要内容。
2.1焦化自动化控制系统的总体设计
根据东岭焦化工程的现状和工程概况，在设计过程中系统应该在生产和管理以及操作方面要求简单、方便。总体的设计过程中主要以DCS硬件为开发平台，然后采用计算机技术和网络通信技术等现代化生产技术相结合的设计思路，实现焦化生产数据采集和计算的可靠性和准确性。确保在数据采集过程中可以将温度、压力、流量等信号进行集中采集、控制、统一管理和调节。但是整体设计应该遵循经济、实用和高效性的原则。尤其是在系统操作和运行方面要有更高效的可靠性，并且还应该具有先进的通讯技术以及良好的开放性和扩展性，让焦化自动化生产技术具有一定的可发展空间，保证能够进行远程或是现场输入和输出，提高其使用的可靠性。
2.2焦化自动控制系统平台设计概况
焦化自动控制系统平台设计主要包括JX-300X DCS的硬件与系统组态软件两大部分。其中JX-300X DCS的硬件中，控制站主要包括主控制卡、控制站以及汇线槽和集线器。控制硬件由各类卡件、机柜和输入/输出机笼等组成。控制站在系统中能够实现自动化生产的逻辑控制、算术运算、过程控制以及数据采集等功能。主控制卡能够实现信号采集和处理，并可以将现场输入的信号和数据进行优化控制等控制。机柜主要是由拼装结构组成，能够方便整个系统的走线。输入/输出机笼能够配置20块卡件，而且能够采用比较简单的方式实现比较复杂的生产控制过程。控制站卡件中的各类卡件组合在一起，能够实现信号采集和处理，并进行相应的控制和计算等作用。控制站组态主要由控制站I/O组态、控制方案组态以及操作站组态等五个部分组成。如下图1所示是控制站组态图：
操作站硬件主要由鼠标、操作台、打印机及彩色显示器等组成。操作站组态如下图2所示：
JX-300X AdvanTrol系统软件的主要特点是能够采用实时数据库，可以采用高级控制算法，进行各类控制参数报警设置，能够实现语言组态和图形化编程组态相结合等功能。JX-300X AdvanTrol由实时监控软件和系统组态软件两大部分组成，主要包含AdvanTrol实时监控软件、SCKey系统组态软件、sCLangC语言组态软件、SCLD梯形图组态软件，Sprt报表制作软件、SCFBD功能块组态软件以、MfcDraw流程图制作软件及SCSignal信号调校软件等组成。如下图3所不：
实时监控软件AdvanTrol能够在DCS监控中使用，实现用户界面的标准化，操作员可以对各种画面任意切换操作，对流程画面上的各类工艺参数进行了细致的调整和控制。可以在一个画面上查看出更多的数据，而且在画面操作过程中不会影响到对其他程序的观察或操作，具有一定的可靠性，同时也遵循了系统配置的原则，实现了系统设计应该改进和达到的要求。
3焦化自动控制系统硬件的实现
焦化自动控制系统硬件配置包括炼焦分系统硬件的实现、冷鼓电捕分系统实现和化产分系统硬件实现以及通讯系统实现和电源系统设计实现。
3.1炼焦分系统硬件和冷鼓电捕分系统硬件以及化分系统硬件的实现
炼焦分系统硬件主要由炼焦分系统I/O点、炼焦分系统硬件配置两大部分组成。其中I/O信号类型有模拟量输入/输出，信号类型为标准Ⅲ型4—20mA信号，开关量输入/输出四种。炼焦分系统控制站硬件主要有17种，如主控制卡、数据转发卡、电源、电源指示卡、热阻信号输入卡和电流信号输入以及继电器等。操作控制站和数据管理硬件有操作站、打印机、操作台和工程师站以及UPS电源。 冷鼓电捕分系统I/O点信号类型基本和炼焦分系统I/O信号类型相同，有模拟量输入/输出4-20mA电流信号，开关量输入/输出信号。其中冷鼓电捕分系统控制硬件配置的组成部分也和炼焦分系统硬件配置相同，在硬件数量上主要根据系统需要进行设置。化产分系统硬件实现也与炼焦分系统硬件和冷鼓电捕分系统硬件配置基本相同，I/O点信号类型也相同。
3.2通讯系统实现和电源系统设计实现
通讯系统结构的实现要求设计具有一定的可靠性和开放性，因此本文在研究和分析过程中采用的是三层通信结构，依次是信息管理网、过程控制网和控制站内部的I/O控制总线，提高了通讯系统的可靠性和安全性，实现了在焦化生产过程中高效的通讯功能。如下图4所示：
其中信息管理网在系统网路的最上面一层，能够有效实现整个生产工厂的信息综合管理。过程控制网能够在过程控制中传输各种实时有效的信息，控制站的内部网络主要控制的是各卡件之间的信息交换。
在焦化DCs控制系统中电源系统的设计非常关键，贯穿于整个生产控制系统，如果在生产过程中出现电源短路或是其他问题就会影响到整个工厂系统正常生产运行。因此DCs系统中电源系统设置的可靠性和安全性十分重要，同時在配置过程中要实现其经济性的原则。
4焦化工程自动控制系统软件的实现
4.1工艺流程设计
焦化工程自动控制系统软件工艺流程设计主要包括炼焦分系统工艺流程图、化产分系统工艺流程图和冷鼓电捕分系统工艺流程图。在DCs实际控制中，主要是对生产流程和工艺设备进行实时监控，并掌握和调节焦过程的工艺参数。通过流程图开发人机界面，除去焦油和氨水，并设置测点工艺数据。
4.2系统运行情况监视、报警和故障诊断以及系统登录
系统运行情况监视主要是根据工艺运行情况和组态信息进行实时数据监测，画面会显示32个位号，位号的内容都基本相同，包括位号、描述、数据值以及单位和报警状态，在调整过程中比较方便。报警显示能够根据工艺运行和组态信息动态显示出新的信息和报警条件，可以滚动显示近1000条的报警信息，显示的主要内容有动态数据、类型和时间等。同时也可以根据系统要求将报警信息进行组合，确保报警显示的准确性和高效性。故障诊断也是根据画面显示的内容进行判断，可以进行远程诊断，并能将掌握到的信息及时准确的反应出来。
为了保证系统运行的安全性，可以根据实际情况设置观察员、操作员、工程师以及特权级四种权限，并设置相应的登录密码，确保系统操作的可靠性。并且这四种权限中操作员可以拥有监控权，但观察员只能对系统的运行的各个画面和仪表检测到的状态进行实时观察，工程师主要根据生产系统工艺的要求进行调整和组态编程，如果出现问题要及时修改，确保系统的正常运行。特权级可以拥有工程师的权利，也可以对特殊设置进行修改。
5总结
焦化Dcs自动化控制系统在设计和改进的过程中要遵循高可靠性和经济实用性，具有良好的发展空间等的原则。并在此基础上才能进一步对系统硬件和软件的设计与实现，才能更好的保证系统功能要求的实现，满足当前焦化企业生产的需要。