现阶段，在社会经济快速发展的推动下，科技得以快速发展，尤其是计算机技术以及自动化技术在各个领域中的应用越来越广泛，逐渐成为了我国工业中极为关键的技术。在工业领域中，通过应用计算机技术以及自动化技术，可以有效地改善生产效率，能够减少能源与资源的消耗，降低污染排放数量，确保工业生产的安全性与可靠性。DCS控制系统是将自动化系统与网络通信系统加以集成，而构建的一种现代化控制系统，在工业领域中发挥的作用越来越重要，可以显著的提升产品生产质量，改善工业生产的效率。
1.分布式集散控制系统（DCS）相关概念
1.1DCS控制系统简介
DCS本质上是计算机控制管理系统，中文称作分布式集散控制系统，依托于互联网信息技术的形成和发展的技术产物。主要包含第三方设备通信、仪表信号采集等技术，应用此类技术，可以提高企业生产和管理的科学水平。我国又将此类控制系统称作集散控制系统，在集中控制系统整体中，属于较新的计算机控制系统，其设计原理和集中控制系统如出一辙，在当前的石油和化工行业中，应用极为广泛。
1.2DCS功能概述
化工装置DCS主要包含以下功能：历史记录、过程报警、自动控制、实时监控等。具体来说，过程报警是对DCS，可能出现的各类设备工作状态进行预警，至于报警的临界点是多少，则可以由技术人员结合设备运转的实际情况进行设定，这样一旦产生运行故障，就可以第一时间启动报警功能，并根据报警信息的不同，产生不同的报警提示音，提示设备运行的各种状态；自动控制指的是在化工生产阶段，DCS可以对比例积分微分（PID）参数进行自动调整，实现对设备运行状态的自动控制，进而提高化工生产环节的稳定性；实时监控指的是DCS自身能够对化工生产环节中的数据进行采集，进而反映生产实际情况，为生产的安全性保驾护航。
2.DCS系统在焦化厂中的运用
以某焦化厂为例，焦炭年产量可以达到6×106t，系统整体工艺流程复杂，需要控制的内容众多，而且容易受到生产环境中高温、高压以腐蚀性介质的影响，对于人工操作有着极其严格的要求。在生产过程中，如果温度、流量等关键测点无法得到有效控制，轻则导致产品质量不达标，增大环境污染问题，重则导致关键设备停机，带来巨大的经济损失。对此，企业结合自身的实际情况，引入了DCS系统。
2.1系统构成
DCS系统包含了办公管理信息网络、操作内部网络和生产过程控制网络3个不同的通信网络，总体可以分为3个控制站（风机、脱酸、焦炉）以及7个操作站，各类测点数量超过600，控制回路接近50。DCS系统中采用的是Sckey软件，可以在工程师站完成组态，实现对于多个工艺过程中信息采集、整理以及运算控制，还可以通过管理网、以太网等，完成数据高效传输，从而实现对于整个生产过程的集中监视以及分散控制。以脱酸控制环节为例，运用Sckey软件组态，能够对管式炉煤气压力进行相应的联锁编程，若检测到煤气压力低于1kPa，则系统会自动控制现场阀门关闭，切断煤气供应，带煤气压力超过1kPa后，系统会再次打开煤气，以此来避免压力波动带来的安全隐患，满足安全、环保的生产要求。
而在粗苯工段[1]，DCS系统的作用主要是针对管式炉出口富油的温度进行调节，考虑到煤气压力本身波动性强，稳定性差，可能导致仪表调节阀频繁动作，导致调节效果不佳，可以利用软件组态，针对管式炉出口富油温度以及煤气进口流量进行相应的联锁反馈，配合串级控制回路，能够依照煤气进口流量，完成炉膛温度的自动化调整，以此来保证炉膛温度稳定。与常规控制系统相比，DCS系统具备的软件组态具有起强调性和高控性的特征，能够实现风机油压联锁、电捕后煤气含氧量与电捕温度联锁、焦炉煤气支管压力的过低联锁保护等，通过对多控制回路的组态来切实满足生产及工艺要求。
2.2实时监控
访问JX-300XDCS系统中的AdvanceTrol实时监控系统，工作人员可以针对风机、脱酸、槽区、粗苯、脱硫以及硫铵、焦炉等7个生产环节的数据实时监控工作，也可以进行控制点调节、历史曲线查阅以及报警记录查阅等操作。组态环节，技术人员会对系统操作权限进行相应的分级，能够登录实时监控模块的人员可以分为4个不同级别的权限，依次为观察员、操作员、工程师和系统管理员，其中，观察员仅仅能够对工艺测点进行查看，操作人员则可以根据实际情况，进行调节回路的控制或者切换工作，工程师能够就相关参数进行调节，系统管理员则拥有最高权限，可以任意调整系统裕兴参数。在实时监控画面的流程图中，通过软件组态，任何一个操作小组都能够实现对其他操作小组中任意流程图的浏览，但是也仅限于浏览，并不能对其进行任何操作。
通过这样的方式，可以对不同工段操作人员的职责与权限进行明确，能够有效避免出现误操作的情况，也能够为技术人员和管理人员把握整个生产流程，实现有效调度，以此来保证生产的顺利进行。而通过对趋势图的查阅，也能够方便管理人员更好地了解某个时期的生产状况。进入工程师权限后，通过相应的监控画面，能够对硬件运行情况进行诊断，查看其是否存在带病运行，确保工程技术人员能够随时掌握风机、脱硫以及焦炉3个控制站的运行情况。操作员的操控虽然采用的是常规键盘，不过也引入了较为先进的技术，通过键盘能够实现对监控画面的一键翻阅和一键操作，在一些比较关键的键位，还采用了冗余设计，在方便操作人员进行操作的同时，也能够有效减少误操作行为，保证系统运行安全[2]。
2.3系统特点
与原本的控制系统相比，DCS控制系统在焦化厂中的运用主要体现出了四个显著特点。1）可靠性高，在系统中，工业以太网采用了冗余网络结构，即便操作站乃至工程师站出现故障和问题，只要过程站可以保持正常运行，系统就不会出现故障停机的问题，而过程站本身采用了双机热备份冗余形式，如果检测到运行中的主控卡出现问题，则系统会自动切换为备用主控卡，运行的稳定性和可靠性大大提高[3]。2）系统中的卡带支持带电插拔功能，如果卡件在运行中出现问题，可以在不关闭设备的情况下直接进行更换，因此不会对生产过程产生任何影响。3）系统本身具备相应的自我诊断功能，通过任意操作站，维护人员可以对系统中硬件和软件的运行情况进行检测，依照具体诊断信息，开展故障查找工作，及时对系统中存在的缺陷和问题进行解决。4）系统可以对相关数据进行自动记录，通过对历史记录的查阅，技术人员可以随时了解生产数据，对生产流程进行分析和优化。
3.结语
基于DCS控制系统设计焦化自动化系统时，应当依照系统设计的可靠性与经济性原则，确保自动化控制系统拥有良好的可扩展性，这样才可以使设计的硬件系统与软件系统更加合理，实现对焦化生产的高效、安全控制，提升焦化生产的效率，为企业赢得更多的经济效益。
4.参考文献
[1]刘喜龙.DCS控制系统在鼓风机控制中的应用研究[J].科技与企业，2014(24):62.
[2]李亚科，王志伟.西门子DCS系统在焦炉控制系统中的应用[J].科技风，2017(2):112.
[3]张芳.化工厂DCS系统的常见故障及应对措施探讨[J].山东工业技术，2018(22):128.