李克豐

摘 要：主要分析了煤制天然氣儀表工程中DCS系統(tǒng)的有關(guān)概念，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，然后再合理優(yōu)化天然氣儀表中的DCS系統(tǒng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)，有效地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使天然氣儀表工程中系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全。

關(guān)鍵詞：天然氣；儀表工程；DCS系統(tǒng)；應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TE937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.159

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0159-01

在整個(gè)天然氣運(yùn)行過(guò)程中，從開(kāi)采到加工，再到流通和消費(fèi)階段，儀表工程都起著非常關(guān)鍵的作用。儀表工作能不能科學(xué)、正常地工作，關(guān)系著儀表在實(shí)際工作中能不能及時(shí)讀取有關(guān)數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)有效地傳送給控制系統(tǒng)。這對(duì)天然氣儀表工程是非常重要的。

1 DCS系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和分析

DCS系統(tǒng)是分布式控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，也可將其稱為集散控制系統(tǒng)，它是在原有的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。從根本上來(lái)說(shuō)，這種控制系統(tǒng)是一種對(duì)過(guò)程的控制，是能進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控組合的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，主要運(yùn)用了計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)、顯示和控制技術(shù)。DCS控制系統(tǒng)的基本思想在于能夠分散控制，同時(shí)，又便于集中控制和分級(jí)管理，而且在配置方面和組態(tài)等方面是比較靈活和簡(jiǎn)便的。

在天然氣生產(chǎn)和加工的過(guò)程中，各環(huán)節(jié)都不能離開(kāi)儀表而工作。這是因?yàn)閮x表具有一定的特殊功能，其主要是示值比較準(zhǔn)確，在天然氣的生產(chǎn)過(guò)程中具有比較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在流通環(huán)節(jié)還有豐厚的利潤(rùn)。但是，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，天然氣的生產(chǎn)受較多因素的限制，工作環(huán)境的惡劣等一些其他影響因素，都會(huì)給正常施工造成一定的阻礙。因此，儀表讀值一般采用遠(yuǎn)距離的傳輸方式。在與天然氣相關(guān)的領(lǐng)域中，許多環(huán)節(jié)都會(huì)涉及到儀表的參數(shù)讀取等問(wèn)題，運(yùn)用該系統(tǒng)能夠使相關(guān)判斷和控制具有一定的穩(wěn)定性。

2 項(xiàng)目分析

為了提高企業(yè)的事故應(yīng)變能力，某市煤制天然氣股份有限公司裝置了變壓吸附制氫裝置，這種裝置中的所有工作步驟都使用了DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制。該系統(tǒng)全部采用數(shù)字化管理，技術(shù)比較先進(jìn)，系統(tǒng)穩(wěn)定，測(cè)量精度非常高。DCS系統(tǒng)還有自動(dòng)監(jiān)控管理和打印系統(tǒng)，能夠有效監(jiān)控法門(mén)，并作出故障診斷，及時(shí)完成報(bào)表打印等工作。

在運(yùn)行方式上，裝置主要采用6-1-4/P方式作為控制程序，同時(shí)，還采用一套輔助控制程序。其工藝流程主要是吸附，然后是壓力調(diào)整、再生，再進(jìn)行壓力調(diào)整、吸附等。如果這種程控閥出現(xiàn)故障，可以運(yùn)用手動(dòng)的方式切換到輔助方式，然后排除故障后再切換到主運(yùn)行方式中。

3 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用和優(yōu)化措施分析

當(dāng)DCS系統(tǒng)處于施工狀況下時(shí)，一般需要配備I/O點(diǎn)數(shù)具，并且要將余量保持在15%～20%上下，能夠使系統(tǒng)在擴(kuò)容或通道出現(xiàn)損壞的情況下進(jìn)行替換。但是，在具體的應(yīng)用中會(huì)遇到一些問(wèn)題，例如，當(dāng)I/O卡出現(xiàn)符合的、不同的分布狀況或發(fā)生一些損害時(shí)，需要及時(shí)替換通道。如果備用通道與I/O通道的距離比較遠(yuǎn)，而且需要處理、加強(qiáng)或剪斷信號(hào)時(shí)，這會(huì)給工作帶來(lái)較大的麻煩，恢復(fù)時(shí)間也就會(huì)相應(yīng)地延長(zhǎng)。

在優(yōu)化過(guò)程中，可以將備用通道點(diǎn)數(shù)均勻地分配給I/O卡。一般情況下，I/O卡的應(yīng)用一般是8個(gè)通道配備一兩個(gè)點(diǎn)，而在16個(gè)通道的情況下，配備在兩三個(gè)點(diǎn)，而對(duì)于32通道的相關(guān)I/O通道時(shí)，一般配備五六個(gè)點(diǎn)。

在DCS數(shù)據(jù)優(yōu)化方案中，一般是利用控制器來(lái)解讀和控制冗長(zhǎng)的服務(wù)器，然后再?gòu)姆?wù)器上讀取相關(guān)內(nèi)容。不過(guò)，這種方法一定存在漏洞，主要是因?yàn)閿?shù)據(jù)必須通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)工作，這對(duì)服務(wù)器來(lái)說(shuō)負(fù)載是比較大的。一旦設(shè)備等方面出現(xiàn)故障，就會(huì)中斷DCS的通訊，最終使操作設(shè)備監(jiān)控失效。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，某市天然氣公司在2011-07—2014-07之間，服務(wù)器的中斷至少在10次以上，而導(dǎo)致服務(wù)器中斷的主要原因是DCS通訊出現(xiàn)了問(wèn)題。在操作流程方面，很多操作站的工藝參數(shù)沒(méi)有變，而控制指令卻有失效的情況，這給天然氣儀表工程帶來(lái)了許多的麻煩。因此，在優(yōu)化的過(guò)程中，DCS系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式來(lái)采集數(shù)據(jù)，盡量減少數(shù)據(jù)采集的中間環(huán)節(jié)。

DCS系統(tǒng)屬于天然氣儀表工程中的重點(diǎn)控制系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)在未來(lái)的發(fā)展中具有更大的優(yōu)勢(shì)，尤其是其超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。運(yùn)用這種數(shù)據(jù)信息，采取挖掘和利用人工智能的方式，在未來(lái)的DCS系統(tǒng)中會(huì)有更大的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用這些技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)更好地處理儀表數(shù)據(jù)，使這些數(shù)據(jù)為人服務(wù)，從而做出科學(xué)的判斷和決策。另外，在此需要說(shuō)明的是，在DCS系統(tǒng)中，這些應(yīng)用技術(shù)有廣泛的發(fā)展空間和應(yīng)用空間。在人們利用數(shù)據(jù)的過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)，能夠更好地為人們服務(wù)。特別是目前的工作中還存在一些問(wèn)題，所以，需要不斷改善和提高系統(tǒng)性能來(lái)提高服務(wù)質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際工作中，DCS系統(tǒng)具有較高的價(jià)值和作用，在系統(tǒng)不斷推廣和應(yīng)用的過(guò)程中，其技術(shù)也在不斷更新和發(fā)展，相信在將來(lái)的天然氣發(fā)展中，它一定是一股重要的力量。在實(shí)際工作中，工作人員要注意觀察DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對(duì)工作中細(xì)節(jié)的分析，使DCS系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮作用，不斷改善自身的不足，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)天然氣事業(yè)的發(fā)展。

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〔編輯：白潔〕