曾洁茹 赵朋
杭州和利时自动化有限公司 陕西西安
摘要：在制氧的过程中，有效利用DCS控制系统不仅可以进一步提高制氧系统的自动化技术水平，而且可以确保系统的正常运行。现在将全面解释DCS控制系统的结构和组成及其在制氧中的实际效果。
关键词：DCS控制系统；制氧；应用
引言：DCS其实就是集散控制系统。它是一个由过程管理级和过程监督级组成的多层电子计算机系统，以网络通信为桥梁。包括了管理电子计算机站，操作员站，技术工程师站，记录站，现场控制站和数据收集站。由于DCS系统具有开放性和高可靠性的特点，因此被广泛用于工业生产制氧步骤中。
1、DCS控制系统的结构
1.1电子计算机站的管理方法
系统的顶部装有两台电子计算机，可以监视，控制和管理DCS系统的动态信息内容。两台电子计算机的分工明确，一台用于技术工程师站，另一台用于操作站的主控制芯片机设备。两台电子计算机属于分支机构的集中管理。如果一台电子计算机在整个操作过程中发生常见故障，则不容易危及另一台电子计算机的所有正常运行。此外，在技术工程师站安装了ConMaker控制系统软件。该软件可以立即调整和监督DCS管理程序，从而为所有制氧系统提供坚实的技术保证。
1.2制氧现场控制站
现场控制站的关键结构是主控制芯片模块。主控芯片模块设置有转换电源电路及其常见故障自检电源电路。制氧现场控制站包含2个主控制芯片模块。它接受Internet传输数据，并且可以对数据信息执行其他计算，但最终只有一个输出计算结果。由于两个主控芯片模块不会相互连接，因此，在制氧的整个过程中，如果主控芯片模块出现常见故障，备用数据主控芯片模块将进入运行状态，确保所有正常的二氧化碳萃取步骤。
1.3网络冗余和开关电源
DCS制氧系统从上到下分为三个层次，即监控传输层，系统传输层和控制传输层。监控传输层在操作员站，技术工程师站和系统网络服务器之间创建连接关联，以便数据信号可以顺利传输。系统传输层在系统网络服务器与制氧现场控制站之间建立连接，以确保终端设备的实际操作服务平台能够立即获得制氧过程的可视数据信息内容。控制运输层将整个过程中的VO模块与制氧现场控制站建立连接和关联，以确保获得良好通信的实际效果。系统的每个主控制芯片模块都配备有SNET网络通信接口。该通信接口反映了冗余结构的特征。因此，DCS制氧系统的互联网已经完成了冗余的配备。另外，系统的开关电源还完成了冗余配备，即并联使用两个电源，不仅具有高输出功率和高可靠性，而且从一开始就处于电流均衡运行中。如果在开关电源中出现常见故障，则另一个开关电源将在能源方面起关键作用，从而合理地避免了制氧步骤的终止。
1.4智能系统VO控制模块
由于DCS氧气控制系统现场控制站中的所有控制模块都包含智能系统的中间控制板，因此每个VO控制模块都具有独立的诊断功能。因此，该智能系统的VO控制模块改善了控制系统。氧气系统的安全性和可靠性可以准确诊断系统运行中常见故障的信息内容，从而为故障检测和安全隐患获取大量宝贵的时间。
此外，优良的Profibus-DP系统总线代替了传统的并行处理系统总线，从而将系统中的每个控制模块提升为一个相对独立的模块。一个控制模块中发生常见故障，不容易影响其他控制模块。此外，主控制芯片模块中的AI，AO，DI和DO控制模块都可以插入和拔出，制氧过程并不易受到影响。
2、DCS控制系统的操作内容
DCS控制系统的控制内容的关键包括以下多个层次：首先，空气压缩机。该系统主要负责冷却循环水温度，冷却循环水压力，空压机轴振动，进排气管压力，进排气管温度，润滑脂压力，润滑脂温度，主电机轴温度及其空压机的准确测量数据信息，例如车轴温度。空压机有两个具体内容，分别是SV1015防振阀联锁操作和自动调整，操作安全维护联锁操作。第二个是预冷系统。该系统主要负责检查制冷装置，水冷却塔及其空气冷却塔的总流量，温度和压力，并控制制冷装置的启动和停止，通过遥控器来调节V1136阀门，V1138阀门的自动调整和V1111阀门的自动调整。第三，净化系统。该系统不仅可以进行二氧化碳，电加热装置及其碳分子筛加工技术的检验，还可以将分子筛电磁阀及其电加热装置自动转换为自动联锁。第四，分馏塔系统。该系统可以对分馏塔及其热交换器的一系列处理技术进行合理的检查，例如N2从塔中流出的总流量，CO2从塔中流出的总流量，进入气体的总流量等。此外，还完成了V1阀及其V2阀的自动调节。第五，离心压缩机系统。DCS控制系统对于离心压缩机进出口温度，进出口压力，滚动轴承入口蒸汽压力，滚动轴承温度，喷嘴压力，增压器进出口压力，离心压缩机速比，ET1入口和出口进行温度和其ET2进出温度等检查。此外，它还适用于联锁控制离心压缩机的速比，滚动轴承的蒸汽压力，滚动轴承的温度，汽油泵的启动和停止，SV457阀门电源开关，SV458阀门电源开关，SV443溢流阀，SV444溢流阀。在许多方面，提高了离心压缩机运行的安全性。第六，压缩氮气和压缩氧气系统。氮气压缩和氧气压缩系统不仅可以检查每台氧气氮气压机的整个处理过程。例如，润滑脂压力，润滑脂温度，进排气管压力，进排气管温度等也可以互锁，以控制汽油泵及其氧氮压机的启动和停止，并应用回流调节氮气、氧气。第七，外部网络地址转换系统。该系统包括N2储罐，CO2储罐和CO2变压器室。关键是将二氧化碳转移到炼铁和炼钢炉中，以确保炼铁的氧气压力稳定平衡。该系统的关键是氮气存储罐及其二氧化碳存储罐的压力，以及氮气和二氧化碳在炼钢炉中的运输，测试压力和总流速。第八，液氧储罐系统。该系统主要负责CO2瓶的填充和液氧的储存，其作用是对液氧液位计和储罐中的压力进行检查。
3、DCS操作系统的硬件和软件设备
首先，在软件方面，目前有五个组件：一是两套用于制氧实际操作站的计算机监控软件；二是一套现场控制站监控软件；第三，FaceView监控配置；第四，ConMaker操作配置软件及其对策软件；第五，WNTWV4.0的实际操作系统。其次，在硬件配置方面，首先，实际的操作站，关键包括双网卡服务器，高分辨率显示器，以太网交换机，UPS开关电源；第二，现场控制站，关键包括I/O控制模块，开关电源，活动模块，服务器机柜，汽车继电器机柜及其中继器。
结束语
总之，DCS控制系统将成为制氧领域氧气生产步骤中的核心应用技术。尽管到目前为止，DCS控制系统的一部分仍需要改进和完善，但该系统的未来应用开发趋势将成为现实。
参考文献
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