张宇

摘要：近年来，随着科学技术的不断发展，计算机技术和互联网技术呈现出良好的发展趋势，其中DCS智能控制系统技术也有了较好的发展，已被广泛地应用于各个领域。而将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，能降低成本、优化控制系统、提高工作的自动化效率。本文首先概述了DCS智能控制系统，然后分析了DCS智能控制系统应用于矿井生产中的特点，提出了DCS智能控制系统应用于矿山生产中的具体途径，最后描述了应用效果。

关键词：DCS智能控制系统 矿山生产 应用

中图分类号：TP20 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2017）08-0189-02

在现代社会，“数字化”和“智能化”已经成为重要的标志，随着科学技术的快速发展，采矿设备的应用也逐渐向自动化和智能化的方向发展，其中最重要的就是将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，这也是近些年来新兴的生产领域之一。将DCS智能控制技术应用于矿山生产中，可实现从原材料到成品整个生产过程的智能化控制和自动化控制。在应用常规仪表分散控制和计算机集中控制过程中，存在较多问题，对应用效果非常不利。具体而言，其存在明显的功能（功能单一）和性能缺陷（人机联系差、危险性高）。为了弥补这方面的缺陷，出现了DCS控制系统。该系统优势显著，是提高礦山生产设备的智能化水平的有效配置。[1]

一、关于DCS智能控制系统的相关内容

DCS智能控制系统是由多台计算机分别控制生产过程中的控制回路，但是其又能进行集中的获取数据、集中管理和集中控制的系统。该系统中各回路的控制是采用微机处理来实现的，而各回路和上下级之间的控制是通过高速数据通道进行信息交换，DCS智能控制系统具有直接获取数据、控制人机交互、监控以及管理等功能。在实际应用过程中，按照地区将微机处理机安装在测量装置的附近和控制执行机构的附近，这样就能将控制功能尽可能地分散，而管理功能则相对集中，这种进行分散化的控制方式能够改善系统控制的不可靠性，不会出现因为计算机故障而导致整个系统的控制管理发生障碍。当系统中的管理控制出现问题的时候，控制回路仍然能够独立地进行各回路的控制，当某个回路发生故障的时候也不会影响到整个系统的控制管理。[2]DCS智能控制系统与传统的计算机多级控制系统相比，其在结构上更加灵活，布局也更为合理且投入的资金成本低。

二、DCS智能控制系统在矿井生产中应用的优势

以某矿山企业为例，该公司在50万吨石灰石生产线工程中，从原料到成品工艺生产过程中，均采用了DCS控制系统。本工程使用的控制系统在技术上占据优势，在工程环境中，其运行长期稳定，并具有各种抗干扰能力，维护简便。本次工程运用此系统的结果令人满意。由此可见，在矿井生产中，DCS智能控制系统的优势非常显著，主要体现在以下几方面：

（一）在可靠性方面，DCS智能控制系统的可靠性较高

这主要得易于其系统结构，由于系统的控制功能被分散，因而极大地避免了因容错设计而造成的其他功能丧失状况出现。另外，系统涉及的计算机众多，而分配的任务也具有专项性，因而每台计算机在实现目标功能时，拥有特定结构和特定软件，如此便能够增强每台计算机的可靠性。

（二）在灵活性方面，DCS智能控制系统的灵活性较好

在不同流程应用对象的前提条件下，软件和硬件实现了组态，这对控制算法库非常有利。同时，之后以图形库中的调用方式组成所需监控和报警画面，便于应用。

（三）在开放性需求方面，DCS智能控制系统的开放性较好

局域网连接的方式使得开放式标准化、模块化和系列化的设计发挥了最大的效用。而一旦系统功能被改变或扩充，这种连接方式可以更好地保存计算机运行的正常状态。[3]

三、DCS智能控制系统应用于矿山生产中的具体途径

（一）方案设计

传统的矿井生产控制器在进行设置前，首先要充分了解到矿井生产系统的实际情况，然后根据矿井生产系统中的实际生产设备情况进行控制模型的设计。但是，其忽略了应用期间众多的不确定性因素，因此，对矿井生产控制系统的设计是一件非常复杂的事情，在这种情况下将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，可以利用该系统中的函数近似技术，将自动化控制参数进行相应的数学模型的构建，利用DCS智能控制系统技术中的模拟器系统，实现矿井生产控制系统的设计需求。

（二）优化设计

充分结合DCS智能控制系统的先进理论技术和实践经验将其应用于矿井生产控制中。传统的矿井生产控制系统，已经显现出诸多的缺陷。其最为致命的缺陷是控制系统的设计方面，由于其采用结合实际的控制经验来实施系统设计，因而故障频频出现。由此可见，矿井生产控制系统在设计方法上还应该多加注意。根据现实应用要求，针对矿井生产控制系统的设计，更应该增加一些理论支持，进而避免实际运行过程中的故障，确保系统正常运行。而将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，能有效避免传统控制系统存在的问题，优化控制系统的设计，且将先进的计算机技术应用于该系统中，能够有效缩短产品生产时间，提高工作效率，提高控制效率。[4]

现阶段DCS智能控制系统中，应用了两项较为先进的技术，一个是遗传算法技术，另一个是专家系统技术。在DCS智能控制系统中，之所以会应用遗传算法技术，是因为其特有的优势。该技术通过优化设计，让矿井生产控制系统的结构对象更加适用。这能提升矿井生产控制系统的整体应用效果，使其全局控制能力增强。同时，在检索和控制相关问题方面，也颇有助益。在DCS智能控制系统中，应用另外一项技术，即专家系统技术。其主要目的是更好地进行优化设计，使得系统更加贴合实际情况。该技术手段中涵盖了众多专家的相关意见，从中选择应用，可防止矿井生产应用DCS智能控制系统出现问题。

（三）故障诊断

一般情况下，谈及矿井的生产，必然会提到矿井的生产设备。而关于矿井的生产设备，难免会出现不同程度的问题。经研究发现，这些问题具有一致性，即具有非线性的特点。而规避矿井生产控制系统这方面的问题，还是存在一定困难的。因此，在矿井生产控制系统中引入DCS智能控制系统技术，能够提高矿井生产控制系统的检索效率，进而解决生产设备的故障问题。同时，综合DCS智能控制系统的各个优势，能够更加有效地对这些故障设备进行处理，提高矿井设备故障的诊断率。

（四）智能控制

目前，将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，是未来科技发展的主要领域。一般对DCS智能控制系统的引入，主要是将该系统中的模糊算法、专家系统、神经网络结构引入到矿井生产控制过程中。将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，主要也是进行四个层面的应用：对矿井生产设备之间产生的数据进行分析；实时监督矿井生产设备的运行状态；有效确保矿井生产控制系统运行；针对矿井生产系统中产生的故障，详尽地记录并分析产生的根本原因。[5]

四、應用效果

自DCS智能控制系统应用于矿山生产以来，有效实现了矿山生产的自动化控制目标。通过对重点设备数据的采集与传输，方便了操作人员对设备的监视，帮助其实时掌握设备运行情况，对于出现异常的设备也能够及时发现并作出相应处理，保障了整个系统的安全运行。

五、结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，DCS智能控制系统技术有了较好发展，已被广泛地应用于各个领域。将DCS智能控制系统应用于矿山生产中，具有高可靠性、灵活性、开放性、协调性、易于维护以及功能齐全等特点，满足了矿山企业的生产需求，降低了生产成本，优化了控制系统，提高了工作的自动化效率。希望通过本文的研究，能够帮助矿山生产行业推进DCS智能控制系统的引进和应用。

参考文献：

[1]张立勇.DCS智能控制系统在矿山生产中的应用[J].科技风，2014（1）：102.

[2]高丽梅.关于DCS智能控制系统用于矿山生产的探索[J].科技风，2015（2）：34.

[3]杜永生.试论DCS控制系统在煤化工企业生产中的应用及维护[J].中国新技术新产品，2015（8）：8-9.

[4]张兰臣，王凤鸣，刘凤超，白鹏，张立强.DCS控制系统在黄金矿山危险化学品使用中的应用[J].黄金，2015（6）：45-48.

[5]申春强.化工生产中DCS控制系统的应用[J].机械管理开发，2016（8）：116-118.

责任编辑：杨国栋