安全聯(lián)鎖系統(tǒng)在化工裝置中的重要性與控制實現(xiàn)

[摘要]化工裝置的生產(chǎn)條件往往存在較大的危險性，如果單純的采用人工控制會帶來巨大的安全隱患，因此安全聯(lián)鎖系統(tǒng)對控制的重要性是不言而喻的，同時聯(lián)鎖系統(tǒng)與自動化控制的結(jié)合可以達到其保證安全的目的。

[關(guān)鍵詞]危害分析；自動控制；安全聯(lián)鎖

一、化工裝置進行手動操作的危害分析

在化工生產(chǎn)中很多環(huán)節(jié)都涉及到危險工藝，因此在生產(chǎn)中如果僅僅采用手動控制就會產(chǎn)生對人員以及財產(chǎn)的危害?；ぱb置的危險性大小通常利用危險度來劃分，主要有高級、中級、低級三個危險級別，構(gòu)成危險度的評價標準為：物質(zhì)性質(zhì)，工藝過程中物質(zhì)本身具有點火性、可燃性、爆炸性、有毒等；容量大小，工藝過程總物料的數(shù)量也是評價其危險的因素；溫度高低，在運行中溫度越高其危險性也就越大；壓力大小，運行是壓力越高其越危險；操作過程，不同的化工裝置所適應(yīng)的反應(yīng)類型不同，工藝路線也不同，因此操作復(fù)雜程度越高其危險性越大。

人工操控的危害是在生產(chǎn)中產(chǎn)生的，基于上述危險性，在化工生產(chǎn)中如果裝置為人工進行操控則具有下列危害：現(xiàn)場工作的人員數(shù)量多，一旦出現(xiàn)危險性事故則會造成人員傷亡；人員多管理難，不規(guī)范的行為很容易就導(dǎo)致事故，對溫度、壓力、液位、料量等控制如果出現(xiàn)失誤，則會直接導(dǎo)致事故發(fā)生；人工手動操控中不能被保證各種工藝參數(shù)的精度，因為誤差導(dǎo)致投料比例出現(xiàn)誤差或者溫度控制、壓力控制等誤差都會導(dǎo)致事故發(fā)生；一些化工工藝的流程會產(chǎn)生有害物質(zhì)直接危害人身安全，容易造成職業(yè)性傷害；另外，設(shè)備和環(huán)境的不安全狀態(tài)或者管理缺失等都會增加人員與設(shè)備直接接觸，容易導(dǎo)致傷害、觸電、墜落等。綜合這些危害，化工企業(yè)采用自動化操控并配合必要的聯(lián)鎖系統(tǒng)進行安全防護是十分必要的改造措施。

二、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本原理與作用

1、安全聯(lián)鎖的原理

在控制中安全聯(lián)鎖裝置只有在特定的啟動條件下才能進行防護啟動，否則安全聯(lián)鎖是不會觸發(fā)的，設(shè)備的危險部位停止運動的時候安全裝置才能啟動進行保護。聯(lián)鎖裝置可以通過機械、電子、電氣、液壓、氣動或者組合方式使得機械的操控機構(gòu)相互聯(lián)鎖或者操控機構(gòu)和電源、閥門等直接聯(lián)鎖。目前在化工企業(yè)中如果規(guī)模較小其產(chǎn)品和工藝的危險度不是很高，普通聯(lián)鎖機構(gòu)在DCS系統(tǒng)中就可發(fā)揮作用。而大型的化工裝置往往設(shè)置有獨立的DCS裝置，對于系統(tǒng)實現(xiàn)總有安全聯(lián)鎖功能和緊急制動功能、安全儀表系統(tǒng)等要優(yōu)于DCS系統(tǒng)，更加的快速、安全、可靠的保證系統(tǒng)在危險中停車。按照國際化工安全系統(tǒng)標準的規(guī)定，安全系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)應(yīng)分開，進行獨立設(shè)置。近些年來專用的制動與儀表安全系都可以獨立在DCS控制系統(tǒng)之外，且提高了安全級別。在化工裝置安全運行的時候，機械制動與安全儀表控制系統(tǒng)是靜態(tài)化的，不需要人為干預(yù)，同時其凌駕于DCS系統(tǒng)之上，成為了獨立的安全保護系統(tǒng)。這樣的安全系統(tǒng)保持一種在線狀態(tài)，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)異常則會對控制系統(tǒng)發(fā)出保護信號，在系統(tǒng)控制范圍內(nèi)作出及時響應(yīng)，從而保證化工裝置在故障中停車。

2、安全聯(lián)鎖的突出作用

安全聯(lián)鎖裝置突出的特點就是聯(lián)鎖性，即在故障中保證所有相關(guān)的系統(tǒng)都會相互制約，從而使得兩種運動或者操控協(xié)調(diào)起來，保證多個系統(tǒng)的同步安全控制。是各種生產(chǎn)設(shè)備使用最多并安全可靠的裝置。其主要作用：

防止同時接通兩個以及多個相互干擾的系統(tǒng)運行模式；控制多個運行同時傳動到一個執(zhí)行部件；防止運行流程出現(xiàn)順序誤差，即不允許一個運行模式?jīng)]有完成即開始下一個流程；防止錯誤操作，如按鈕或者手柄出現(xiàn)反向操作；控制工藝參數(shù)，電壓、溫度、壓力、流速等，并設(shè)定限值來實現(xiàn)安全聯(lián)鎖；出現(xiàn)工藝故障的時候及時的通過聯(lián)鎖進行安全停車。

三、化工裝置中常用的自動控制與聯(lián)鎖方式

在高危作業(yè)中，化工裝置需要最為基本的安全要求，即在運行中保證溫度、壓力、力量、液位等都在控制范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)超標的情況，監(jiān)控系統(tǒng)就會對此進行報警、并啟動聯(lián)鎖裝置，這些功能的實現(xiàn)需要自動化與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的緊密結(jié)合，目前常用的自動化與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)有以下幾種：

1、儀表自動化系統(tǒng)：系統(tǒng)中智能化的儀表成為了控制系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)采集終端和執(zhí)行系統(tǒng)，對生產(chǎn)中的各種工藝參數(shù)進行監(jiān)控與控制，以此實現(xiàn)自動控制與安全聯(lián)鎖。

2、分布式控制：即利用工業(yè)計算機對系統(tǒng)進行全面控制，也就是DCS系統(tǒng)，即分散性控制系統(tǒng)。DCS是建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)基礎(chǔ)上的，將分布在現(xiàn)場的各個控制點、采集點與控制中心聯(lián)系起來，將數(shù)據(jù)交由系統(tǒng)統(tǒng)一進行處理，一旦出現(xiàn)故障就會做出相應(yīng)的處理動作。

3、PLC控制，即可編程控制器控制模式，此中控制模式主要應(yīng)用在邏輯化較強的化工裝置上，即利用邏輯控制與順序控制代替繼電器控制，也可在小規(guī)模的過程控制中實現(xiàn)自動化。

4、現(xiàn)場總線模式：就是利用現(xiàn)場總線技術(shù)，建立起來的開放型自動化控制系統(tǒng)，防范的應(yīng)用在各種工控領(lǐng)域，是一種工業(yè)化自動化控制的發(fā)展趨勢。尤其是安全型總線，更加適用與化工裝置的安全性保障，減少系統(tǒng)發(fā)生危險的可能性。

5、工控機模式：即利用各種總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制機完成自動化與安全聯(lián)鎖，總線結(jié)構(gòu)的工控機配置靈活，擴展容易實現(xiàn)，適應(yīng)性很強，主要用于集中控制。

6、緊急制動系統(tǒng)ESD以及安全聯(lián)鎖裝置：上面提到的所有控制模式都以與緊急制動系統(tǒng)相配合。并構(gòu)成一種自動化與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)相結(jié)合的控制系統(tǒng)，尤其是對化工裝置，在生產(chǎn)中完全可以利用此種系統(tǒng)對其系統(tǒng)自動化生產(chǎn)進行控制，且系統(tǒng)配置可以更換或者升級，以適應(yīng)不斷發(fā)展的系統(tǒng)需要，并在突發(fā)情況下發(fā)出聯(lián)鎖信號從而制動停車，保護現(xiàn)場安全。

四、結(jié)束語

化工生產(chǎn)中，其裝置的工藝參數(shù)必須嚴格控制，避免手動操作的隱患是必要措施，因此利用安全聯(lián)鎖系統(tǒng)對整個裝置進行控制改造，保證其自動化與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)共同作用，這樣才能保證生產(chǎn)的長期安全。

參考文獻

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