白平安

摘 要：目前，随着我国社会经济的不断发展，DCS在各个行业中得到了非常广泛的使用，并在使用的过程中发挥出了良好的使用价值。文章主要对DCS系统设计以及先进控制在DCS系统中的应用进行了深入的分析，希望能为相关的技术人员提供一定的参考依据。

关键词：DCS系统设计；先进控制；DCS系统；应用

中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）31-0159-02

DCS在其性质上属于一种分布式控制系统，在具体的使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通讯技术以及网络技术等。技术人员在对层面进行控制的过程中需要采取分散控制的方式来进行，另外，在对生产装置进行管理的过程中需要进行集中管理。在DCS系统中，要想使系统可以实现一定的数字控制功能，技术人员需要对系统的规模进行不断扩大，同时在使用功能方面也需要不断增加，这样才能使DCS系统在实际的使用过程中可以发挥出更有意义的使用价值。

1 DCS系统设计

1.1 系统现场控制站设计

现场控制站可以在计算机运行的基础上进行相应的检测以及控制等工作，在对系统现场的控制站进行设计的过程中，主要包括了以下几个部分。

（1）机柜与电源。在现场控制站的内部分布着很多机架，这就是系统内部的机柜结构，在对电源以及模块进行安装的过程中可以起到一定的作用，其外层的包裹材料为金属材质，通过良好的电磁屏障为内部电子设备提供服务。要进行设计的过程中要想为屏蔽效果以及工作人员自身的安全提供良好的保障，在对机柜进行设计安装的过程中就必须采取接地在装置，在对电阻值进行控制的过程中，通常情况下需要控制在3欧姆之内。结合实际的设计过程可以了解到，风扇一般情况下都是安装在机柜的内部，这样才能将机柜中的热量进行有效的散发，可以在使用的过程中起到一定的降温效果。另外，还可以实现与外界气流的有效更替，避免有灰尘进入到设备内部，在这一过程中普遍采用的方法为正压送风方式，当机柜的温度低至一定的范围之后，就可以利用过滤网进入到柜内。尤其是在气温比较热过着是气温较低的时候，设计人员一定要将空调装置安装在封闭式机柜的内部，这样才能实现对机柜内部温度的有效控制。要想保证控制站在投入使用之后具备一定的安全可靠性，需要对交流供电系统的稳定性进行合理有效的控制。在对现场控制站提供电源的过程中，应该选择使用双相交流电源来进行，如果是在周围存在规模比较大的功率设备，设计人员可以选择使用超级隔离变压器来完成相应的供电工作，然后对初级以及次级线圈落实好接地处理工作，最终建立呈共模干扰系统。对于我国的电力行业来说，对于生产的连续性有着非常高的要求，这就要求设计人员在对电源进行设计的过程中应该安装不间断电源CPU，目前在形式上一共分为了两种，分别是后备式与在线式。（2）输入与输出通道。在计算机控制系统中包括输入通道与输出通道两个部分，并且这两个通道涉及到的种类以及数量都非常多，设计人员在对DCS系统进行设计的过程中，一般情况下通道涉及到的类型主要包括了以下两种：第一，模拟量输入通道。设计人员通过对各种连续性的产品进行生产，可以将线路检测有效的转化为相应的电信号，这个时候在将电信号传输到输入通道之内；第二，脉冲量输入通道。在现场控制站的仪表设备中，很多计算装置所传输的信号都是脉冲信号，其中主要包括了涡轮计算器与转速计装置等，在对脉冲量输入通道进行设置的过程中，设计人员一定要对测量信号进行全面的分析。在PI板上，设计人员可以安装相应的定时计算装置以及标准电路，从而可以为接下来工程量的有效计算提供良好的参考依据。

1.2 主控单元

在对DCS系统进行设计的过程中，其主控单元主要涉及到了CPU与存储器两个部分，在对这两个部分进行设计的过程中，需要对以下内容引起重视。

（1）CPU。结合目前的实际情况可以了解到，在DCS系统当中主要采用的是高性能16位的微处理器，同时也运用了32位的处理器，通过对这种处理器的有效应用，不但可以提升系统对问题的处理能力，同时在一定程度上还能有效减少生产过程所花费的时间。（2）存储器。目前存储器一共分为了两个部分，分别是随机存储器与只读存储器，在计算机技术正常运行的基础上，存储器可以为整体工作的安全运行提供良好的保障。在对DCS系统进行设计的过程中，需要结合实际情况对组态进行相应的调整和修改，这样在运行的过程中才具有一定的可靠性。

2 DCS系统中先进控制技术的应用

2.1 先进控制技术的意义

目前，我国加强了对DCS系统的管理工作，并为DCS系统在未来的发展提供了良好的发展前景。通过对先进控制技术的不断优化和完善，可以使企业在生产的过程中获得更多的经济效益，从而使企业在激烈的市场竞争中实现更加长远的发展。随着现代控制理论的发展以及人工智能的广泛应用，为先进控制技术的发展起到了良好的促进作用。先进控制技术在使用的过程中，主要是应用了数学原理，然后在计算机技术运行的基础上实现相应的控制工作。先进控制技术与一般的PID技术相比存在着一定的差异，先进控制技术在使用的過程中可以获得比较大的经济效益，同时具备非常完善的控制措施，可以为最终参数的准确性提供良的保障。而其他技术在应用的过程中可能会面临一些突发性的事件，因为工业系统在整体上不具备稳定性，很多问题没有办法进行准确的预测。因此，一般的控制技术在使用的过程中还无法实现对工业系统问题的有效处理，而采用先进控制技术就可以对整个工业系统实现合理有效的控制。

2.2 先进控制技术的特点

先进控制技术自身的特点与传统的控制技术相比存在着非常明显的差异，先进控制技术主要包含了两种类型，分别是模型控制策略与知识控制策略。其中模型的控制策略包括了预测控制、生物识别以及软测量技术等几个方面，知识的控制策略包括了模型以及智能专家控制。这两种控制策略都是先进控制技术在未来的主要发展趋势，先进控制技术也已对工业系统中比较复杂的问题进行有效的处理，将工业系统内部的一些模型应用到先进控制系统中可以发挥出非常明显的优势。通常情况下，在生产环境中会存在一些不确定因素，而先进控制系统可以对这些因素进行适应以及调节等，通过这种方式可以使控制系统与实际的生产过程之间实现有效的结合，然后对最终的控制效果进行有效的改善。endprint

2.3 先进控制技术的发展现状

当一个施工单位或者是生产企业采用PID控制技术对系统进行处理的过程中，主要是融合了经典理论的前提条件下来进行的。PID控制技术目前在很多行业中有着非常广泛的使用和推广，而在现代化的工业生产过程中DCS系统有着非常广泛的使用，大部分工业系统的稳定运行以及合理性的操作可以采用PID技术进行控制和维护，这种方式在操作的过程中比较简单，并且也很容易被行业认可和接收。随着我国科学技术的不断发展，控制技术在其机构以及作用上有了很大的改进和完善，并在应用规模上也在逐渐的扩大。

在我国的工业系统进行生产的过程中，一般情况下会出现很多化学以及生物反应，在反应的过程中可以对物质以及能量进行有效的传递和转换，工业生产在整体上呈现了一定的复杂性，其中会涉及到很多方面的内容和知识，并且其中还存在着很多不确定性因素，信息的不完善以及非线性特征等，正是因为存在这些问题导致先进控制技术在工业化发展中受到了非常严重的阻碍，同时这也是目前工业生产所面临的核心问题，这会对产品的质量以及生产效率造成非常严重的影响。面对这种现象，工业生产应该逐渐面向大型或者是连续性的方向不断发展，通过对技术方面的有效完善，可以对生产过程中存在的整体性问题以及实时性问题进行合理有效的解决。也就是说，为了使DCS系统的协调性可以实现有效的提升，同时对工业生产过程中进行不断的优化，这就需要采用先进控制技术，从而才能对生产过程中出现的复杂性问题进行有效的解決。

3 结束语

综上所述，现代控制理论在内容上出现了一定的变化，导致在实际的控制过程中出现了输出以及自适应控制等现象，同时这也是对多变量控制系统进行设计时的主要参考依据。通过以上内容对DCS系统中DCS设计以及先进控制应用的分析结果可以了解到，在实际的工业生产过程中，如果不能实现对产品的准确测量，工作人员则可以采用估计器以及观测器设备来进行。通过对DCS系统的有效使用，可以针对工业生产中经常出现的参数不准确问题以及数学模型建立中的问题进行有效的解决，在保证工业生产安全性的同时，也能使企业获得更高的经济效益。

参考文献：

[1]董瑞龙.DCS系统设计及先进控制在DCS系统中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化，2016，06.

[2]徐飞，仇志敏，张正斌.DCS系统中DCS系统设计及先进控制应用[J].电子世界，2014，02.

[3]廖芳芳.DCS系统设计及先进控制在DCS系统中应用探讨[D].西南交通大学，2005，02.

[4]郝伟.DCS系统设计及在电厂热工控制系统的应用[J].科技创新与应用，2014（31）：140.endprint