引言

　　目前,，大多數(shù)石化生產(chǎn)裝置都采用了DCS進(jìn)行控制，產(chǎn)生了較好的效益,，但總的說來,，DCS的應(yīng)用水平不高，其技術(shù)優(yōu)勢還遠(yuǎn)沒有完全發(fā)揮出來,。據(jù)專家們估計(jì),，當(dāng)前我國企業(yè)對DCS的應(yīng)用能力普遍不及它的30％。這說明在DCS的應(yīng)用上還存在著很大的不足,。筆者結(jié)合在工程教學(xué)中的一些體會及DCS在工程應(yīng)用中存在的實(shí)際問題,，作一簡要分析，并給出相應(yīng)的解決對策,，希望能對DCS進(jìn)行更加深入的應(yīng)用,，以較小的投資為企業(yè)帶來更好的效益。

　　對DCS應(yīng)用中的不足性分析

　　DCS應(yīng)用設(shè)計(jì)水平不高,，設(shè)計(jì)過于粗放

　　通常設(shè)計(jì)人員對DCS并不熟悉,，他們對該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)僅限于用其替代二次表，因此難以發(fā)揮DCS先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢,，同時(shí),，粗放型的設(shè)計(jì)也造成了很大的資金浪費(fèi)，增加了維護(hù)量,。下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析。

　　(1) 對控制方案的設(shè)計(jì)沒有發(fā)揮DCS的技術(shù)優(yōu)勢

　　DCS提供了強(qiáng)大的運(yùn)算和控制功能,，如TDC3000系統(tǒng)提供了流量累積,、溫壓補(bǔ)償?shù)仁畮追N算法功能，以及PID控制,、比率控制等十幾種控制功能,。控制語言/先進(jìn)處理模塊CL/APM(控制語言/高性能模塊CL/HPM)為更復(fù)雜的運(yùn)算,、邏輯控制等功能提供了非常簡單的實(shí)現(xiàn)方法,。應(yīng)用模塊AM為高級控制策略提供了條件。遺憾的是這些硬件設(shè)備被真正使用的卻很少,，大多數(shù)用戶只是把它們作為擺設(shè),。造成這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)上花的功夫不夠或設(shè)計(jì)水平不高。

　　例如：某裝置的分程控制在設(shè)計(jì)時(shí)只給出了一個(gè)AO點(diǎn),，所以分程控制在DCS中與單回路的設(shè)計(jì)是一樣的,，如圖1所示,。

　　顯然，這種分程最終只能靠兩個(gè)分程調(diào)節(jié)閥的閥門定位器來現(xiàn)場完成,，顯然沒有發(fā)揮DCS的技術(shù)優(yōu)勢,。

　　圖2所示的設(shè)計(jì)發(fā)揮了DCS的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前者,。

　?、?實(shí)際的分程任務(wù)由兩個(gè)AO點(diǎn)完成。比用現(xiàn)場分程精度高,、易實(shí)現(xiàn),。

　　② 可以在特殊情況下對各調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié),，而且可以保證無擾動(dòng)恢復(fù),。

　　③ 一個(gè)調(diào)節(jié)閥手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí),，另一個(gè)仍可處于自動(dòng)控制狀態(tài),，因此該方案實(shí)際上對傳統(tǒng)的分程控制進(jìn)行了功能擴(kuò)充，大大增加了操作的靈活性,。

　　(2) 在硬件選擇上隨意性較大

　　粗放型的設(shè)計(jì)會造成很大的資金浪費(fèi),，并增加維護(hù)量。這主要是在設(shè)計(jì)時(shí)對DCS不了解造成的,。

　　例如,，某裝置在進(jìn)行TDC 3000系統(tǒng)的I/O卡件選擇時(shí)，所有對模擬信號進(jìn)行采集的卡件均采用HLAI卡,，所有非4—20mA信號先轉(zhuǎn)換成4—20mA信號,，然后再傳送到I/O(HLAl)卡。

　　為便于問題的分析,，以溫度信號采集為例,，當(dāng)然，4—20mA信號比熱電偶,、熱電阻的測量信號(毫伏,、阻值)具有抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且對重要的控制回路還需要冗余處理,，而LLMUX不支持冗余功能,，因此對少數(shù)溫度采集信號選用HLAI卡是值得的，但對大部分溫度采集信號選用HLAI卡就會成為種浪費(fèi)了,，略分析如下：

　?、僭黾恿送顿Y 如果采用LLMUX卡件，則熱電偶,、熱電阻的測量信號可不通過其他環(huán)節(jié)直接傳送到LLMUX卡,；而HLAI卻不能直接處理熱電偶,、熱電阻的測量信號，必然要增加中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)即溫度變送器,，所以投資加大,。

　　②增加了維修量 中間環(huán)節(jié)越多,，需要維護(hù)的環(huán)節(jié)也越多,。

　　③增加系統(tǒng)誤差 數(shù)據(jù)經(jīng)過的環(huán)節(jié)越多,，系統(tǒng)誤差必然增大,。

　　此外，有些設(shè)計(jì)把同類型參數(shù)的檢測信號簡單地放在一起,，如流量信號都集中在幾個(gè)卡件中,，這些卡件不采集其他信號，這對于設(shè)計(jì)和組態(tài)較為簡單,，但現(xiàn)場端的接線,、查線、聯(lián)調(diào),、維護(hù)時(shí)就麻煩多了,。較好的辦法是按檢測的物理位置來決定把哪些信號在采集時(shí)放在一起。

　　組態(tài)人員素質(zhì)參差不齊,，影響組態(tài)質(zhì)量

　　組態(tài)人員在進(jìn)行組態(tài)工作時(shí),，雖然會受到設(shè)計(jì)上的許多制約，但并非不能對DCS進(jìn)行深入的應(yīng)用,，這關(guān)鍵取決于組態(tài)人員對DCS掌握的程度,；對過程的理解程度；有沒有負(fù)責(zé)的態(tài)度和良好的職業(yè)道德,。

　　筆者曾發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)現(xiàn)象,，一些技術(shù)人員參加了DCS的組態(tài)工作，但出現(xiàn)問題時(shí)解決不了,，對組態(tài)時(shí)必須具備的知識似是而非，而且很多人在進(jìn)行組態(tài)時(shí)并沒有對所組態(tài)的內(nèi)容理解透徹,，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　?、?對流程圖組態(tài)重視不夠，畫面功能太簡單,，信息量太少,。

　　以TDC 3000系統(tǒng)的流程圖組態(tài)為例，該系統(tǒng)為用戶提供了強(qiáng)大的開發(fā)功能,，可以說,，TDC 3000系統(tǒng)的所有標(biāo)準(zhǔn)顯示畫面,，用戶都可以憑借其提供的強(qiáng)大的功能制作出來，所以在進(jìn)行用戶流程圖的開發(fā)時(shí),，是可以制作出與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)畫面媲美的流程圖,，然而，由于對流程圖組態(tài)重視不夠及對DCS認(rèn)識的限制,，制約了在流程圖組態(tài)時(shí)對DCS技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮,。

　　另外，常聽見用戶抱怨TDC 3000系統(tǒng)流程圖的調(diào)用,、刷新速度太慢,，這主要是由用戶的組態(tài)工作不夠深入細(xì)致造成的，如在進(jìn)行區(qū)域數(shù)據(jù)庫的Catalog Pathname組態(tài)時(shí),，不了解路徑搜尋的順序,，對流程圖的Collect Rate沒有做適當(dāng)?shù)脑O(shè)置等。其實(shí)只要能對DCS技術(shù)認(rèn)真研究,，這些問題都是不難解決的,。

　　流程圖的開發(fā)在操作上應(yīng)該盡量做到畫面簡潔，功能強(qiáng)大,，盡量使操作員只通過流程圖就能對所有過程進(jìn)行監(jiān)控,。

　　② 控制方案組態(tài)時(shí)對控制方案的操作不明確,，DCS明明具備的功能不知如何利用,。

　　③ 照貓畫虎現(xiàn)象普遍,，只本著能用就行的原則,，不深入研究。

　　例如,，對最簡單的PID控制來說,，TDC 3000為用戶提供了8種PID控制算法，4種增益選擇,，但在組態(tài)時(shí),，基本都選擇默認(rèn)的Equation A算法及線性增益，這其實(shí)反映出組態(tài)人員對過程的具體情況分析重視不夠,。也說明組態(tài)人員的“默認(rèn)”(即遇到默認(rèn)選項(xiàng)就默許)組態(tài)比較普遍,。

　　控制點(diǎn)為回路故障，如現(xiàn)場變送器故障,、線路斷路時(shí),，提供了安全保障，如把控制輸出進(jìn)行保持、全開輸出,、全關(guān)輸出,、安全值輸出等；對過程變化異常的報(bào)警設(shè)置,；對控制輸出的微小抖動(dòng)的限制,，從而可以消除調(diào)節(jié)閥在一個(gè)位置上的劇烈抖動(dòng)，提高控制品質(zhì),，延長調(diào)節(jié)閥的壽命,。所有這些在常規(guī)表不能實(shí)現(xiàn)的功能，在DCS中都可以非常容易地實(shí)現(xiàn),，但據(jù)筆者所見,，這些很好的功能在實(shí)際應(yīng)用中卻難覓其蹤。

　　管理水平不高,、責(zé)任心不強(qiáng)

　　通常用戶方管理人員對DCS知之甚少,，只要它能完成最基本的監(jiān)視與控制功能就行，這在客觀上也制約了DCS功能的發(fā)揮,。

　　據(jù)筆者的多年工作經(jīng)驗(yàn),，用戶方的DCS主管主要是工藝車間的領(lǐng)導(dǎo)，而且每一套裝置的負(fù)責(zé)人不同,，由于這些領(lǐng)導(dǎo)的專業(yè)限制和對DCS的不了解,，就容易造成這樣一種情況：DCS主管對DCS知識較少，難以提出建設(shè)性意見,，一切聽從組態(tài)人員,，缺乏監(jiān)督機(jī)制。等裝置領(lǐng)導(dǎo)對DCS有所了解之后,，開車在即,，也無法對組態(tài)進(jìn)行再加工了。此外,，缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，由于工程費(fèi)用及開發(fā)人員的低酬，導(dǎo)致了主觀上的懈怠,，這些都給DCS的充分利用造成了不利因素,。

　　操作人員普遍素質(zhì)較低

　　對于引進(jìn)的DCS，由于操作員的文化素質(zhì)限制,，不能全方面對系統(tǒng)操作進(jìn)行掌握,，操作水平低的現(xiàn)象普遍存在。
　　操作員只對經(jīng)常要用的少數(shù)功能可以掌握,，如主畫面、流程圖畫面等，而其他強(qiáng)大的操作,、管理功能卻很少有人能掌握,，如系統(tǒng)畫面、控制臺狀態(tài)畫面,、系統(tǒng)菜單等,，這也極大地制約了DCS技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮。

　　操作員的素質(zhì)也決定了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作的困難,，當(dāng)然優(yōu)化操作就更困難了,。

　　DCS操作水平受限的另一個(gè)重要原因還在于認(rèn)識上的問題，傳統(tǒng)的觀念是求穩(wěn)而不求優(yōu),，只要能生產(chǎn)就行,，這在某種程度上養(yǎng)成了操作員的惰性。例如,，許多PID控制回路的PID參數(shù)在開車后都很少再進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,，而事實(shí)上這些參數(shù)大多都是依照經(jīng)驗(yàn)給定的，眾所周知,，經(jīng)驗(yàn)值不過是一個(gè)范圍,，在這個(gè)范圍中取一組數(shù)據(jù)，只要能控制就行,，這顯然有點(diǎn)碰運(yùn)氣的味道,。

　　作為DCS應(yīng)用的執(zhí)行者，操作員在DCS控制實(shí)施方面起著舉足輕重的作用,，提高他們的技術(shù)技能,，引進(jìn)競爭機(jī)制，是充分發(fā)揮DCS技術(shù)優(yōu)勢,、挖潛增效的重要途徑,。

　　儀表人員與工藝操作員缺乏足夠的配合

　　此種現(xiàn)象在各廠中普遍存在，操作員對儀表人員依賴性過大,，而儀表人員平時(shí)不能進(jìn)入控制室的規(guī)定實(shí)際上也制約了儀表人員對DCS的深入了解,。

　　筆者遇到過這樣一種情況，一個(gè)串級均勻控制(形式上和普通串級控制一樣)被操作員當(dāng)作普通串級控制來設(shè)置PID參數(shù),，結(jié)果可想而知,，怎么也控制不好。如果操作員能與儀表技術(shù)人員密切配合,，相信儀表技術(shù)人員能分清串級均勻控制和普通串級控制的區(qū)別,，從而給予操作員在參數(shù)調(diào)整方向上的指導(dǎo)。

　　因此,，現(xiàn)在儀表人員平時(shí)不能進(jìn)入控制室的規(guī)定利弊兼有,，如果能讓部分儀表人員參與到操作員的日常工作,，將會對操作員和儀表人員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)的增長大有好處。

　　系統(tǒng)升級的費(fèi)用沒有得到相應(yīng)的回報(bào)

　　系統(tǒng)升級的目的無非是兩個(gè)方面的原因：解決原系統(tǒng)存在的缺陷,，這種升級不應(yīng)收費(fèi)或收費(fèi)很少,；因技術(shù)革新而進(jìn)行的升級，這種升級花費(fèi)很大,。

　　一般說來,，系統(tǒng)的硬件和軟件的升級必然帶來技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新， 而我們在花費(fèi)了大量的升級費(fèi)用之后,，通常只是簡單地把以前運(yùn)行的組態(tài)軟件移植到升級后的系統(tǒng)中,，并沒有因升級帶來控制、管理上的好處,，因此這種升級實(shí)際并沒有從大量的花費(fèi)中得到應(yīng)有的回報(bào),。

　　DCS挖潛實(shí)施辦法及對策

　　綜上所述，筆者認(rèn)為可以制定相應(yīng)的策略將有益于當(dāng)前的挖潛工作或以后的技術(shù)引進(jìn)工作

　　(1) 增加設(shè)計(jì)力量,，提高設(shè)計(jì)水平

　　目前,，設(shè)計(jì)人員多從畢業(yè)后即開始從事設(shè)計(jì)，缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),。這從客觀上決定他們要到前輩的“經(jīng)典”里尋找答案,，致使繼承的多，發(fā)展的少,，造成DCS的設(shè)計(jì)與常規(guī)儀表的設(shè)計(jì)“通用”,。因此，先實(shí)踐后設(shè)計(jì),，是提高設(shè)計(jì)水平的一個(gè)重要環(huán)節(jié),。

　　另外，可以考慮DCS設(shè)計(jì)專業(yè)化,。通常的方式是誰接到設(shè)計(jì)任務(wù),，誰開始去學(xué)習(xí)系統(tǒng)，然后設(shè)計(jì),。如果把DCS設(shè)計(jì)部分交給已對該系統(tǒng)熟悉的人來完成,，不但能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且可以減少培訓(xùn)等方面的成本,。

　　對已有的系統(tǒng),，如能進(jìn)行小規(guī)模的改進(jìn)設(shè)計(jì)，必然給挖潛增效帶來可觀的回報(bào),。

　　(2) 提高系統(tǒng)的組態(tài)水平

　　最好的辦法,，就是組建一支專門的隊(duì)伍，由他們承攬DCS的應(yīng)用推廣工作,。這樣做的好處是：專業(yè)化可有效保證質(zhì)量,；省去許多重復(fù)培訓(xùn),，工期更有保證；有利于遏制多種系統(tǒng)的“百花盛開”,；有利于對DCS的統(tǒng)一管理,，有利于今后CIMS系統(tǒng)工作的開展。

　　(3) 用戶方管理人員可采取類似聘請“監(jiān)理”的方式,，誰領(lǐng)導(dǎo)的裝置誰當(dāng)家，在DCS組態(tài)過程中可稍做變通,。

　　(4) 提高操作員的操作水平,。

　　要求操作員同時(shí)掌握過程操作和系統(tǒng)操作。既要有工藝知識,，相應(yīng)的儀表控制知識也應(yīng)當(dāng)具備,，這可通過兩個(gè)途徑達(dá)到目的：①加強(qiáng)對操作員的培訓(xùn)；②讓操作員和部分優(yōu)秀儀表工打破界限,，攜手工作,，使他們的知識結(jié)構(gòu)互相滲透、互相融合,，以提高操作員和儀表工的綜合素質(zhì),。

　　(5) 對系統(tǒng)的升級要審慎進(jìn)行，盡量使升有所值,。