淺談自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

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摘要：化工企業(yè)生產(chǎn)中的原材料多為易燃易爆化學(xué)品，其生產(chǎn)工藝流程主要包括了高溫作業(yè)及高壓作業(yè)。因此，化工企業(yè)在生產(chǎn)中存在著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，在其生產(chǎn)中發(fā)生控制失誤的時(shí)候，極易造成重大安全事故。然而在其中應(yīng)用自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)，能夠有效的降低事故的發(fā)生率，這對(duì)加強(qiáng)安全生產(chǎn)、規(guī)范生產(chǎn)流程是一個(gè)重要方法。下面就對(duì)化工企業(yè)在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可供相關(guān)從業(yè)者參考。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；安全生產(chǎn)；自動(dòng)化控制；安全聯(lián)鎖

前言：

在現(xiàn)代化信息技術(shù)的高速發(fā)展之下，自動(dòng)化控制技術(shù)被廣泛的應(yīng)用至各行業(yè)中，尤其在對(duì)安全系數(shù)要求較高的化工生產(chǎn)中自動(dòng)化控制技術(shù)更是發(fā)揮了不可替代的作用。本文主要通過(guò)對(duì)化工企業(yè)安全生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制技術(shù)及安全聯(lián)鎖技術(shù)的重要性進(jìn)行分析，探討了其具體應(yīng)用。

一、自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性與風(fēng)險(xiǎn)分析

1、自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性

自動(dòng)化控制技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用是指運(yùn)用現(xiàn)代化的控制技術(shù)和自動(dòng)化的生產(chǎn)機(jī)制，使得控制理論與技術(shù)在生產(chǎn)中相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和有序性。在化工生產(chǎn)中，自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力和濕度的控制，與傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)存在很大的不同，相比較于傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)人員的專業(yè)素質(zhì)和操作水平有著更高的要求，需要更加先進(jìn)技術(shù)設(shè)施和更加完善的生產(chǎn)管理體制與方案。

化工生產(chǎn)過(guò)程中存在很多的安全隱患，如火災(zāi)爆炸、具有腐蝕性和毒性的危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏等，這些事故不僅直接威脅到生產(chǎn)與工作人員的生命安全，而且會(huì)對(duì)周圍群眾的生活環(huán)境和生命健康安全產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，會(huì)在很大的程度上降低化工生產(chǎn)中的危險(xiǎn)系數(shù)，還能提供事故發(fā)生后科學(xué)的補(bǔ)救和處理的方案，將損失降到最低。新時(shí)期以來(lái)，化工產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，科學(xué)的生產(chǎn)技術(shù)逐漸成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素，在化工生產(chǎn)中運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)可以通過(guò)電腦控制生產(chǎn)流程來(lái)減小生產(chǎn)誤差，加快生產(chǎn)力，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2、自動(dòng)化控制技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)分析

化工生產(chǎn)過(guò)程中高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、有腐蝕性等危險(xiǎn)危害因素是固有的，主要危險(xiǎn)性有：火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息、腐蝕等。

（1）對(duì)產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、原料及輔助材料的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，確認(rèn)其點(diǎn)火性、可燃性和毒性，并根據(jù)其貯存量和工藝過(guò)程中的物料量確定其危險(xiǎn)程度；

（2）對(duì)工藝的固有危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，確認(rèn)工藝過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)步驟及主要危險(xiǎn)。并對(duì)可能發(fā)生的事故類型、損失程度加以確定；

（3）對(duì)反應(yīng)器、儲(chǔ)罐等主要危險(xiǎn)設(shè)備的新舊程度、生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行分析；

（4）對(duì)企業(yè)現(xiàn)有工藝規(guī)程、安全規(guī)程等操作制度和現(xiàn)有的安全設(shè)施進(jìn)行分析；

（5）通過(guò)以上分析找出現(xiàn)有裝置的主要危險(xiǎn)有害因素，主要工藝控制參數(shù)，初步確定控制點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的要求。

二、自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍十分廣泛，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程因自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖的應(yīng)用取得了良好的效益。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)化工生產(chǎn)的控制、緊急停車系統(tǒng)的應(yīng)用、安全自動(dòng)化裝置的應(yīng)用以及自動(dòng)連鎖報(bào)警裝置的應(yīng)用著手，對(duì)自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單介紹。

1、自動(dòng)化控制在化工行業(yè)中的應(yīng)用

自動(dòng)化控制指的是一種自動(dòng)依據(jù)既定程序或指令開(kāi)展生產(chǎn)作業(yè)的一種技術(shù)方法，按照自動(dòng)化程度不同，又劃分為兩類，一類是全自動(dòng)化控制，一類是半自動(dòng)化控制。自動(dòng)化控制技術(shù)可應(yīng)用在生產(chǎn)過(guò)程控制、機(jī)械制造控制和管理過(guò)程控制等領(lǐng)域。我國(guó)在化工企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史，開(kāi)發(fā)途徑包括引進(jìn)和創(chuàng)新兩種?；どa(chǎn)也經(jīng)歷了手工操作、機(jī)械控制和自動(dòng)化控制三個(gè)階段。自動(dòng)化控制技術(shù)也從單一生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)向復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)演變。在國(guó)內(nèi)化工企業(yè)中，應(yīng)用較廣泛的控制系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器（PLC）、分散控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）。

在上述三種控制系統(tǒng)中，又以DCS和PLC兩種更為多見(jiàn)。PLC作為一種存儲(chǔ)器，采用的是一類可編程。作為一種內(nèi)部存儲(chǔ)程序，其主要功能包括執(zhí)行邏輯運(yùn)算、執(zhí)行順序控制、執(zhí)行進(jìn)行定時(shí)、計(jì)數(shù)和執(zhí)行算術(shù)操作等。其控制方式采取的中數(shù)字輸入/輸出方式或模擬式輸入/輸出方式。PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)包括：（1）功能較強(qiáng)，具有較高性價(jià)比；（2）具有高可靠性和較強(qiáng)的抗干擾性；（3）維修簡(jiǎn)單方便。適用范圍包括對(duì)間歇性生產(chǎn)過(guò)程的控制，以及中小規(guī)模的連續(xù)性化工生產(chǎn)過(guò)程控制。規(guī)模較大的化工生產(chǎn)過(guò)程控制主要應(yīng)用DCS系統(tǒng)。DCS的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)、通訊和自動(dòng)控制等技術(shù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)操作、自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)管理與分散控制，同PLC相比，其控制功能更為強(qiáng)大。DCS的不足之處是成本相對(duì)較高。DCS的結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)包括控制分散、多層分散、危險(xiǎn)分散及合作自治，因此適用在石油化工、化肥和大型空分制氧等生產(chǎn)規(guī)模較大的化工企業(yè)。

FCS系統(tǒng)是從DCS和PLC基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，F(xiàn)CS系統(tǒng)具有DCS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的全部?jī)?yōu)勢(shì)，同時(shí)，其控制功能更加強(qiáng)大更完善。FCS實(shí)現(xiàn)了布線工作量的簡(jiǎn)單化，使繁瑣的控制系統(tǒng)得到極大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)檢測(cè)與控制單元的分布也更加科學(xué)。作為全數(shù)字式串行雙向通信系統(tǒng)，F(xiàn)CS有效連接了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各類自動(dòng)化設(shè)備與控制器，并從這些自動(dòng)化設(shè)備上采集實(shí)時(shí)信息，再加以應(yīng)用（這些信息采取和應(yīng)用過(guò)程包括全部記錄數(shù)據(jù)的組態(tài)、標(biāo)定、監(jiān)控、性能診斷與維護(hù)）。上述過(guò)程同生產(chǎn)保持同步，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，同時(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的自動(dòng)管理。智能化、開(kāi)放化、微型化和全數(shù)字化是FCS的特點(diǎn)，該系統(tǒng)代表了未來(lái)化工行業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方向。

2、安全聯(lián)鎖在化工行業(yè)中的應(yīng)用

安全聯(lián)鎖作為一種安全技術(shù)措施，可在安全隱患排除前對(duì)接觸危險(xiǎn)區(qū)的行為進(jìn)行阻止，或在發(fā)生接觸時(shí)做到自動(dòng)排除安全隱患。緊急停車系統(tǒng)（ESD）是目前化工行業(yè)中經(jīng)常采用的安全聯(lián)鎖技術(shù)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或生產(chǎn)中發(fā)生突發(fā)事故，ESD系統(tǒng)可使設(shè)備在瞬間停止運(yùn)行，確保不發(fā)生安全事故。為增強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性，通常將ESD系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)和FCS系統(tǒng)配合使用，ESD系統(tǒng)可在發(fā)生溫度、壓力和液位超限，或可氣體和有毒氣體的濃度超標(biāo)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并啟動(dòng)安全聯(lián)鎖停車功能。安全風(fēng)險(xiǎn)高的化工生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)在配備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，安裝ESD系統(tǒng)，以確保在異常情況下不發(fā)生安全事故。

結(jié)束語(yǔ)：

總之，把自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)實(shí)施于化工生產(chǎn)中，可通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)等的自動(dòng)控制，防止因手工的操作造成事故隱患，并且還可有效的減少勞動(dòng)的強(qiáng)度，使得操作人員的作業(yè)環(huán)境得到有效的改善，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的安全、高效運(yùn)行。

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