赵华
杭州和利时自动化有限公司
摘要：DCS控制系统又称分布式控制系统，是以4C技术为基础，以计算机为核心，实现操作、控制和管理自动化的新型控制系统。开发和应用DCS控制系统可以极大地提高生产效率，减少生产活动对人力资源的依赖，提高化工、医药等行业的经济效益。该文从实际出发，分析了DCS控制系统的工作原理及特点，探讨了DCS在医药化工中的应用，以供参考。
关键词：DCS控制系统；医药化工；应用
1、DCS控制系统原理及优点分析
1.1 DCS控制系统的组成和原理
与集中式控制系统不同，DCS是一种新型的计算机控制系统，其集中式管理和分散控制是DCS分布式控制系统的主要设计思想。其结构体系是一个分散的结构体系，其整体结构形状类似于树形。纵观整个控制系统，其主体结构集中体现为网络通信、分散控制、集中管理，控制系统实现生产全过程动态、全方位的管理[1]。
1.2 DCS控制系统的优点
与传统的控制系统相比，DCS系统控制功能齐全，可靠性高，灵活性好，操作方便，易于维护。而且系统还具有很好的协调性和很丰富的控制算法，因此非常适合用于医药化工行业。每个计算机都具有控制功能，控制功能是分散的，当一个计算机发生故障时，DCS系统除了具有分散功能外，还采用了容错设计结构，这是该系统高可靠性的一个重要原因。
系统具有较强的开放性；在DCS控制系统上传送信息可以方便把新增加的计算机连接到系统的通信网络或将网络上的计算机拆掉。说明了DCS控制系统具有较强的开放性。对于这种局域通信方式，无论从系统增加或删除计算机，都不会对同一系统中的计算机产生影响[2]。
该系统具有较高的灵活性，无论对需要大规模集中控制的生产活动，还是对小型数据采集，DCS系统都适用。并且在信息的采集、分析、存储和发送过程中，DCS系统能够很好地消除外部干扰，有效地保证了信息数据的安全，保证了信息的传输速度。
系统具有较好的协调性。DCS控制系统具有信息共享功能，如果把DCS系统应用到医药化工企业中，企业内部各部门之间的联系就会更加紧密，协作关系更强，企业所面临的各种生产经营风险就能得到有效控制。
全功能控制丰富了控制算法。采用灵活的DCS控制系统结构，通过网络连接实现了系统的集中管理功能和数据集中操作管理功能，可以为医药化工行业提供极大的帮助。
容易维护的DCS控制系统。虽然多台计算机共存于一个系统中，但是系统中的每台计算机都是独立的个体，它们的运行状态不受其他计算机的影响，在维护时也不必考虑其他计算机的影响。DCS控制系统更易于维护，整个系统的运行状态不会受到太大影响，因而不会造成很大的损失。
2、DCS控制系统应用于医药化工领域
2.1 DCS控制系统应用的一般模式和流程
DCS控制系统主要是通过通信网络、控制器以及编程软件等实现对生产全过程的监控和控制。在DCS控制系统中，控制器主要负责两个方面的工作，分别是程序控制、系统功能，而系统的控制模块则主要由CPU等程序控制软件和程序设定软件组成。在DCS控制系统中，操作站主要是发布指令，进行具体操作，在医药化工生产过程中，操作站主要是控制各生产环节和生产要素，使生产过程自动化。
其具体控制方法和流程如下：工作人员根据实际需要在控制界面上写出指令，控制软件根据设定的指令和程序对相关内容进行控制，使整个生产过程更加规范、安全、稳定、高效。操作台上的工作人员可以通过操作界面了解整个生产线或部分生产线的运行情况，然后根据观察到的情况进行操作管理。其中的通信网主要负责将系统与外界连接起来，相当于一种媒介，是保证数据信息能够全部传送的关键。操作站对应于系统中的编程软件，也对应于图形，编程软件与图形一起对控制器中产生的操作命令进行图形编辑，使生产过程呈现真实，便于工作人员了解生产信息，作出相应的调节。
2.2 DCS控制系统具体应用
2.2.1 DCS系统对产品质量的控制
制药和化学工业中的各种生产任务，药品的生产，要严格控制各生产环节和各生产要素，全面保证药品的质量，这样才能让人民群众的生命安全得到保障。所以在生产医药化工产品时，一般采用DCS控制系统来进行控制，在系统中设置管理程序和相应的质量标准，然后用相应的软件来控制整个生产过程，使产品的整个生产过程更加规范、智能和精确。
2.2.2 DCS系统对生产过程进行监控
该系统具有很好的DCS监控功能，可以实现自动、智能监控。通过该系统，相关人员可以对制药化工生产的全过程及局部生产过程进行监控，不仅监控效率高，监控精度也有保证。管理过程中，系统中相应模块准确地记录整个生产过程，使员工能够及时、全面地查看、核对和调整产品的生产过程，以保证产品的质量。该系统可以帮独立作人员准确地读取测量值，完成参数的设定，给定值等，使整个管理过程更加方便、快速、灵活和协调。
2.2.3 DCS系统负责收集生产数据
DCS系统采集制药化工生产过程中的各项生产数据，真是太生产进度更新数据库，使整个生产过程更具可控性，使员工各项工作更易于开展。该系统不仅具有采集和记录数据的功能，而且还能显示生产状态。DCS系统可以自动生成报表，在产品生产过程中，系统将一边采集数据，一边分析、挖掘数据，将各种数据整合成报表，使员工可以清楚、直观、准确地了解产品的生产情况。
2.2.4 DCS系统辅助决策
该系统软件可转化成管理方法统计信息，使企业经营管理单位更形象化、精确、全方位的统计分析和剖析各种各样生产制造信息内容，并将目前生产制造信息内容与原来新项目指标值相较为，进行对安全管理指标值、原料耗费指标值、制成品生产量等新项目的统计分析和点评。为此为基本，制订事后的生产运营管理决策，进而减少公司的财务风险，提升公司的经济收益。
2.2.5 DCS系统的故障报警功能
该系统具有实时报警功能和历史报警功能。当进行医药化工生产时，系统首先设置工艺参数的安全指标，然后系统对生产全过程进行监控。当某项生产指标超过设定值时，系统会自动报警，员工接到系统报警信息后，立即对超标原因进行分析并作出有效控制，以确保生产过程中人员、设备、物料及环境的安全，确保医药化工产品的生产质量。
结束语
总之，DCS先进的技术和完整的系统功能，算法丰富，在医药化工领域具有举足轻重的作用。DCS系统的合理应用，对提高医药化工生产的质量和效率，提高企业的经济效益具有重要意义。本文认为，在当前背景下，应进一步加强对DCS系统的研究、优化和推广，使其更好地为我国的各项社会经济活动服务。
参考文献
[1]马伏新.基于DCS控制系统的锅炉主蒸汽温度控制策略研究[D].吉林大学，2020.
[2]吴俊峰.PSA在DCS系统中的实现方法[D].长春理工大学，2019.
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