自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

廉曉冬

（淮南宏昌科技有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232001）

自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

廉曉冬

（淮南宏昌科技有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232001）

隨著信息時代的到來，化工生產(chǎn)中也引進(jìn)了自動化控制新技術(shù)，無論是在工廠中還是在辦公中我們隨處都能感覺到自動化帶來的方便之處。尤其是在化工安全生產(chǎn)中，自動化控制更是起著不可替代的作用。本文就在化工安全生產(chǎn)中，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用分析，降低安全事故發(fā)生的指數(shù)，降低控制過程中發(fā)生事故的概率，對化工企業(yè)中自動化控制的前景進(jìn)行闡述。

化工安全；自動化控制；安全生產(chǎn)

0　引言

用于化工工業(yè)生產(chǎn)中的原材料多為易燃易爆的危險化學(xué)品，它們其中多數(shù)有毒性、揮發(fā)性、腐蝕性，對人體有一定程度的傷害。如果在化工生產(chǎn)控制中發(fā)生失誤導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，其嚴(yán)重性可想而知，所以縱觀化工生產(chǎn)企業(yè)的安全性問題，實行自動化控制技術(shù)和安全聯(lián)鎖技術(shù)是非常有必要的，一方面，可以降低生產(chǎn)過程中的不安全問題，另一方面可以加強安全管理，規(guī)范生產(chǎn)流程，加強生產(chǎn)安全指數(shù)。本文對化工企業(yè)中自動化控制在安全生產(chǎn)方面的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1　化工產(chǎn)業(yè)的特點

我國化工產(chǎn)業(yè)的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）生產(chǎn)方式連續(xù)化，生產(chǎn)規(guī)模大，數(shù)量大；

（2）化工生產(chǎn)周期長，經(jīng)常滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，這就對化工生產(chǎn)程安全指數(shù)要求高；

（3）化工生產(chǎn)條件要求苛刻，一般生產(chǎn)條件都在高溫、高壓或低溫、真空，經(jīng)常有易燃，易爆、強腐蝕的化學(xué)品，生產(chǎn)過程中介質(zhì)也多變化；

（4）化工生產(chǎn)的環(huán)境相對惡劣，經(jīng)常處于毒性強、有腐蝕性、易燃易爆場所，高粉塵作業(yè)等等；

（5）生產(chǎn)設(shè)備、操作流程復(fù)雜，在操作過程中也存在著較大的安全隱患?；谝陨线@些特點，對化工生產(chǎn)實行自動化控制是非常必要的。

2　傳統(tǒng)控制系統(tǒng)與自動化控制系統(tǒng)的區(qū)別

其主要區(qū)別主要有以下兩個方面：第一，就是加強了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)發(fā)反饋階段，所謂反饋階段就是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中把化工過程中與控制信息相關(guān)的信息傳回到控制器最后與原有的控制信息相比較再做出最終的決斷，而自動化控制就是加強了反饋的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)；第二，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)與自動化控制系統(tǒng)最大的區(qū)別在于自動化控制系統(tǒng)可以把已經(jīng)發(fā)生的已經(jīng)偏離正常生產(chǎn)軌道的控制信息再拉回到正常的軌道上。

3　自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1生產(chǎn)系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

首先，自動化的定義是指一種自動依據(jù)既定程序或指令而自動進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)，是一種新型的高科技技術(shù)手段，能有效提高生產(chǎn)的效率，降低人工成本。若按照自動化程度的不同可分為全自動化生產(chǎn)和半自動化生產(chǎn)。而在生產(chǎn)過程中可應(yīng)用在生產(chǎn)過程控制、機械制造控制和管理過程控制等等方面。

我國在這類技術(shù)上面已經(jīng)駕輕就熟，擁有一套屬于自己的生產(chǎn)技術(shù)方案?；どa(chǎn)從開始的手動化轉(zhuǎn)為半自動到現(xiàn)在的全自動手段歷經(jīng)了三個重要階段，也從簡單的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向更為復(fù)雜的生產(chǎn)過程，在國內(nèi)化工企業(yè)中應(yīng)用也比較廣泛。

其中應(yīng)用比較廣泛的控制系統(tǒng)有可編程邏輯控制器PLC、分散控制系統(tǒng)DCS和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS?，F(xiàn)在所說的三個主要的控制系統(tǒng)中以DSC、PLC最為常見。

PLC，顧名思義是一種內(nèi)部存儲程序，其特點是可編程，功能包括對生產(chǎn)過程計算機程序進(jìn)行邏輯計算、順序控制、定時控制和算術(shù)控制等等，其系統(tǒng)具有較高的性價比和較高的抗干擾能力。而DCS系統(tǒng)是將計算機、通訊和自動控制有機的結(jié)合在一起，以這種方式來實現(xiàn)自動化控制，但DSC的不足之處在于其成本相對較高。其結(jié)構(gòu)特點有控制分散、多層分散，多用作煉油廠、采油廠和化學(xué)化工企業(yè)中。

FCS系統(tǒng)則是DSC、PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢結(jié)合，在這兩個系統(tǒng)的基礎(chǔ)上把功能加強。FSC的優(yōu)勢之處再與操作起來更簡單，其單元分布也更合理，把生產(chǎn)過程中的單元操作有效的結(jié)合在一起，并在化工操作上加以應(yīng)用。

3.2安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

安全聯(lián)鎖就是一種安全生產(chǎn)措施，其作用是可在安全問題發(fā)生前加以警報，而做為眾人所知的就是ESD，緊急停車系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)人為操作失誤或重大事故前，系統(tǒng)會自動停車，以防止重大事故的發(fā)生。而在日常的生產(chǎn)應(yīng)用中，常把ESD和PLC、DCS、FCS系統(tǒng)結(jié)合使用，依次來增強化工生產(chǎn)的安全性。ESD系統(tǒng)可在系統(tǒng)出現(xiàn)毒氣泄漏、液體泛出、啟動自動報警裝置。其安全系數(shù)高在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3監(jiān)控與故障檢測在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

實施對化生產(chǎn)全程化的安全監(jiān)控是現(xiàn)代自動化控制的又一特點之一。通過監(jiān)控設(shè)備對安全生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，方便出現(xiàn)問題隨時匯報，及時進(jìn)行處理，在事故發(fā)生時，通過推測事故發(fā)生的原因，解決事故的方法，辨識事故發(fā)生的嚴(yán)重性，把處理分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，再進(jìn)行系統(tǒng)化的整理，使其成為一種能在以后自動處理的控制系統(tǒng)，可以預(yù)測出事故時間、事故類型和處理方法。

除了這種通過監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總的方式，還有一種儀表檢測方法，在化工生產(chǎn)過程中，通過對各個儀表的信息化檢測，把他們的數(shù)據(jù)也匯總起來，若有哪個儀表出現(xiàn)問題，與數(shù)據(jù)庫里的信息一對照，就很容易找出哪個儀表出現(xiàn)了問題。

最后，腐蝕檢測系統(tǒng)，對于胺液脫硫系統(tǒng)來說，可以采取定點測量，腐蝕掛片探針和電阻探針的方法進(jìn)行腐蝕探測。定點測厚和探針的檢測方式應(yīng)該注意先檢測生產(chǎn)中腐蝕最嚴(yán)重的地方，這些部位有利于對胺液的質(zhì)量檢測等等。

目前，化工企業(yè)普遍應(yīng)用的自動化儀表系統(tǒng)主要還是在計算機上通過軟件進(jìn)行管理，這就取代了傳統(tǒng)的儀表檢測系統(tǒng)。其特點就是簡化了操作難度，保證了化工生產(chǎn)安全，利用嵌入式的軟件內(nèi)部協(xié)調(diào)系統(tǒng)、接口通信技術(shù)來實現(xiàn)儀表自動化智能檢測的功能。這種類型的產(chǎn)品多數(shù)以數(shù)字化居多，輸出形式也是數(shù)字化，可以大幅度的提升儀表的檢測精準(zhǔn)度，也可以提高信息的交流效率，利用網(wǎng)絡(luò)共享平臺與其它部門進(jìn)行連通，提高了安全生產(chǎn)效率，組成自動化、開放式、多功能的控制操作平臺。

其中特別以威爾公司的KMM為主，這類產(chǎn)品時利用可編程單回路的調(diào)節(jié)器，把控制系統(tǒng)的核心部分作為處理器，接受和輸出有關(guān)信息，模擬成連續(xù)的、可輸入的電流信號，這些信號可由用戶自行篡改，再組成新的信息數(shù)字信號。

但傳統(tǒng)的儀表檢測系統(tǒng)則沒有這一優(yōu)點，只通過簡單的操作記憶步驟，無法實現(xiàn)各個程度的自動監(jiān)測。而自動化的儀表控制系統(tǒng)引入了記憶芯片，把已經(jīng)記憶的數(shù)據(jù)源導(dǎo)入到芯片中，加強了自動化控制的操作能力和邏輯判斷能力，在出現(xiàn)新的狀態(tài)改變故障警報時，不需要再進(jìn)行重新輸入，直接就可以從芯片中調(diào)出數(shù)據(jù)進(jìn)行對故障的處理。

所以，在化工生產(chǎn)中，還可以利用自動化儀表系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用智能化的數(shù)據(jù)處理加強了儀表檢測的效率，減低了自動化儀表檢測的負(fù)擔(dān)，為以后化工操作中各種復(fù)雜的功能控制提供了基礎(chǔ)。

4　結(jié)束語

隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，自動化控制技術(shù)順應(yīng)時代潮流，在其發(fā)展前景上是相當(dāng)可觀的。隨著自動化控制技術(shù)和安全聯(lián)鎖技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以有效的降低化工安全成產(chǎn)中的安全隱患，也可以在今后的發(fā)展中得到更好的改善，在化工企業(yè)起到更重要的作用。

綜上所述，自動化控制技術(shù)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在加強傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的反饋，第一時間提出安全問題的解決方案，通過對目前已經(jīng)出現(xiàn)的化工工藝流程的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再通過數(shù)據(jù)庫提出解決方案，可以有效的提高安全問題解決效率，避免因人為操作失誤引起的事故隱患，同時也可以降低人工成本，降低操作人員的工作壓力，使他們的工作環(huán)境得到改善，實現(xiàn)化工生產(chǎn)的自動化、安全化。而自動化控制系統(tǒng)與現(xiàn)有的工藝特點相結(jié)合，隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷更新，自動化控制系統(tǒng)可以得到更好的改善。

我們也可以把整個化工操作當(dāng)作一個人體來看，自動化儀表控制系統(tǒng)就像人的眼睛，通過“眼睛”可以看到整個生產(chǎn)過程中的整體操作流程和操作過程中出現(xiàn)的問題，及時的糾正過來，同時也可以進(jìn)行自動化控制。隨著信息化時代的到來，儀表等的自動化系統(tǒng)也隨之到來，在化工安全生產(chǎn)過程中，通過“眼睛”，也就是自動化控制技術(shù)，可以對液位、壓力、溫度，濃度進(jìn)行全程自動化的控制，一旦出現(xiàn)異常立即報警，確保了安全生產(chǎn)，預(yù)防事故發(fā)生，解決了這一安全隱患，大大提高了化工生產(chǎn)的安全指數(shù)。

目前，不斷的對自動化控制技術(shù)進(jìn)行完善和提高，也不斷的對自動化控制技術(shù)提出更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，不斷采取各種措施來提高自動化生產(chǎn)的安全性，對化工系統(tǒng)的控制、安全系統(tǒng)的全方位監(jiān)測、應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)等的不斷提高，則可以有效提高化工安全生產(chǎn)水平，滿足化工安全生產(chǎn)的要求，除此之外，還應(yīng)該提高操作人員的安全防范意識，不定時的抽查安全操作知識，對他們進(jìn)行安全操作教育培養(yǎng)，這些都是把化工安全發(fā)到首位的做法，這樣才可以最大限度的提高化工生產(chǎn)的安全隱患指數(shù)，雖然這些都并不能完全解決安全隱患這一歷史性問題，但在我們的不斷努力下，相信會將隱患指數(shù)降到最低，確保生命和財產(chǎn)安全。

[1] 魏晶晶.H化工公司安全生產(chǎn)管理隱患控制[D].哈爾濱工程大學(xué)，2015.

[2] 鄭軍.化工安全生產(chǎn)中的自動化控制分析[J].化工管理，2015(05).

[3] 馮曉明.發(fā)揮協(xié)會的紐帶和橋梁作用.促進(jìn)化工安全生產(chǎn)[J].化工勞動保護(hù)，2016(05).

[4] 呂丹.化工生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(19).

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1671-0711（2016）09（上）-0040-02