空分设备是航天发射场的关键大型设备之一。其生产的液氧、液氮产品,除用于运载火箭、航天器的总装测试工质外,还为航天员在太空呼吸提供保障。航天发射场现有的一套1999年投产的空分装置,投产年限较早,其控制系统还是全手动控制方式,存在的主要问题包括:采用人工控制方式,设备控制精度低;不能全面实时监测设备参数,设备状态和产品质量无法及时调控;联锁控制存在安全隐患;操作人员多,就近控制,操作安全性差。集散控制系统(DCS)是一种新型的过程控制系统,是一种以计算机为基础的集中分散型控制系统,由过程控制级和过程监控级组成,以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术,可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能。目前,DCS已在全世界范围内的过程控制领域得到了广泛的应用。本文针对现有设备存在的问题,在控制系统改造时采用了这一技术,具体研究工作如下:1、研究集散控制系统(DCS)的基本原理,包括DCS的功能层次、控制体系、技术特点和设计程序。2、分析了空分设备的工艺流程及控制要求,包括空压机控制、分子筛纯化控制、膨胀机控制等,讨论了喘振的预控方法。3、论证提出了空分设备控制系统的设计方案,完成了分子筛纯化的顺序控制、显示回路、PID控制和和联锁逻辑设计,完成了系统软件、应用软件和通信软件设计。4、完成了系统的集成与安装调试,解决了原系统存在的问题,系统运行稳定、可靠,设备可操控性和人员安全性大大提高,有效保障了航天发射任务的顺利实施。