自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用及優(yōu)化探索

張超

摘要：隨著我國科技水平的飛速發(fā)展，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。借助于該技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒐と藗儚膫鹘y(tǒng)的繁 重操作中進行解放，并能夠幫助企業(yè)節(jié)約大量的資源以及財政支出?；ば袠I(yè)作為一個高危險性的行業(yè)，應(yīng)用自動化控制技 術(shù)不僅能夠提升裝置的生產(chǎn)效率，還能夠起到良好的安全控制作用。本文主要就自動化控制技術(shù)在化工安全生產(chǎn)過程中的應(yīng) 用情況以及具體優(yōu)化措施進行了探究分析。

關(guān)鍵詞：自動化控制；化工安全生產(chǎn)；應(yīng)用；探索

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0159-01

導言

自動化控制技術(shù)在我國許多行業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了應(yīng)用，并且

取得了較好的成效，自動化控制作為一項先進的具有絕對優(yōu)勢的技 術(shù)，如今在化工行業(yè)中也得到了廣泛應(yīng)用，這是因為自動化控制技 術(shù)是通過事先設(shè)定的編程指令而運行的，它的自動化控制主要體現(xiàn) 在對工作條件的設(shè)定，當實際情況滿足設(shè)定的條件時，自動化控制 技術(shù)就會發(fā)出相應(yīng)的指令，代替人工完成指定功能的工作任務(wù)，可 以說，自動化控制技術(shù)不再需要人為干擾親自去參與達到某個條件 的滿足或完成整個工作過程。而化工作為一個高危的行業(yè)，自動化 控制技術(shù)自然會受到很大的青睞，它不僅能夠提升生產(chǎn)安全性，同 時還能大大提高工作效率，確保實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

1 自動化控制對于化工安全生產(chǎn)的重要意義

第一，自動化控制是安全事故預(yù)防的保障系統(tǒng)?；どa(chǎn)高度

機械化伴隨而來的是通過各種儀表來對生產(chǎn)情況進行監(jiān)控，然后通 過電氣控制各種生產(chǎn)閥門來對生產(chǎn)活動進行調(diào)節(jié)，從而達到生產(chǎn)指 標。當生產(chǎn)活動中出現(xiàn)異常時，可以有儀表上的數(shù)據(jù)變化來發(fā)現(xiàn)， 從而快速調(diào)整相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)，最終防止安全事故的發(fā)生。第二，自 動化控制是及時處理安全事故的救兵。通常情況下，化工生產(chǎn)中有 緊急剎車預(yù)案，其原理是將參與生產(chǎn)的各個設(shè)備之間進行連鎖，一 旦生產(chǎn)的某個工段出現(xiàn)異常，就會自動啟用緊急剎車預(yù)案，從而終 止生產(chǎn)線上所有的生產(chǎn)，避免安全事故的發(fā)生，減小不必要的損失。 第三，自動化控制是提高化工安全生產(chǎn)效率的重要保證。與傳統(tǒng)的 化工生產(chǎn)相比，自動化控制設(shè)備進行生產(chǎn)的準確性和效率都大大高 于人工勞動，并且大幅度降低了由于人為主觀原因所導致生產(chǎn)安全 事故?？傊?，自動化控制對于化工安全生產(chǎn)具有重要意義，我國已 經(jīng)向工業(yè) 3.0 時代邁進，生產(chǎn)的自動化程度越來越高，現(xiàn)場的操作 工人數(shù)量會越來越少，只有強化自動化控制對安全生產(chǎn)的作用，才 能讓化工企業(yè)長足穩(wěn)定的向前發(fā)展。

2 化工安全生產(chǎn)過程中應(yīng)用到的幾種自動化控制技術(shù)

2.1 實時監(jiān)測和故障診斷

在化工生產(chǎn)的過程中，過程檢測和故障診斷是解決生產(chǎn)的安全

性與可靠性的關(guān)鍵性技術(shù)，并且有利于提高化工設(shè)備與生產(chǎn)系統(tǒng)在 運行過程中的可靠性，還可以提高對故障預(yù)測的準確性與維護設(shè)備 的效率。在過程監(jiān)測時，需要完成的任務(wù)有：檢測故障，辨識故障 的幅度，推斷故障發(fā)生的時間，預(yù)測故障的發(fā)展趨勢，診斷故障的 機理和提出解決的對策與建議.目前，過程監(jiān)測主要有三種方法：基 于解析模型的過程監(jiān)測、基于專家知識的過程監(jiān)測和基于數(shù)據(jù)分析 的過程監(jiān)測。在實際的運用過程中，基于解析模型的過程監(jiān)測，由 于涉及到對復雜過程的精確建模，然而建模卻非常困難，因此這種 方法很難得以廣泛應(yīng)用?；趯＜抑R的過程監(jiān)測在化工業(yè)生產(chǎn)中 已經(jīng)得到了很好的發(fā)展和改善。

2.2 先進控制系統(tǒng)的應(yīng)用

先進技術(shù)應(yīng)用以多變量預(yù)測控制、智能控制為主的先進控制技

術(shù)，將模型預(yù)測和反饋控制有機結(jié)合，有效解決裝置的多變量協(xié)調(diào) 優(yōu)化控制問題，達到統(tǒng)一操作方法，減少人為因素影響，保證生產(chǎn) 操作的一致性，實現(xiàn)裝置的安全、平穩(wěn)控制，并有效抑制干擾因素， 穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗。如根據(jù)二氟一氯甲烷生產(chǎn)中反應(yīng)器、回 流塔的運行特點和控制要求，采用多變量模型預(yù)測控制，以原料進 料泵變頻、蒸汽壓力和冷媒調(diào)節(jié)閥為操縱變量，以反應(yīng)器液位、反 應(yīng)器溫度、回流塔頂出料溫度為被控變量，以氫氟酸流量、蒸汽溫 度、冷媒壓力為干擾變量，同時協(xié)調(diào)控制原料進料的比例，克服滯 后與干擾因素，實現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)各溫度指標的平穩(wěn)控制和“卡邊”優(yōu)化，盡可能降低能耗。

2.3 緊急停車系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

自動化控制在化工安全生產(chǎn)應(yīng)用中，緊急停車系統(tǒng)也是其最重 要的應(yīng)用之一。結(jié)合實踐來看，緊急停車系統(tǒng)與化工安全生產(chǎn)中實 時過程監(jiān)測不同，其主要針對生產(chǎn)中關(guān)鍵工藝參數(shù)進行監(jiān)測，一旦 該參數(shù)達到系統(tǒng)所設(shè)定的生產(chǎn)停車標準后，緊急停車系統(tǒng)立即代替 實時過程監(jiān)測并執(zhí)行生產(chǎn)停車指令，這樣不僅可以使化工生產(chǎn)在出 現(xiàn)故障前停止運行，還能夠為現(xiàn)場人員與設(shè)備安全提供保障。根據(jù) 原因不同，緊急停車系統(tǒng)一般有正常、局部以及全面三類：第一， 正常停車。正常停車是由化工企業(yè)主動執(zhí)行，其目的是開展設(shè)備的 正常檢修；第二，局部緊急停車。局部緊急停車主要指化工生產(chǎn)突 發(fā)狀況，比如設(shè)備故障等意外而導致停車產(chǎn)生；第3 全面緊急停車。 全面緊急停車指的是化工生產(chǎn)中突然遇到的狀況，比如所在片區(qū)斷 電、斷水等情況而導致停車產(chǎn)生。

3.1 對儀表進行監(jiān)控分析

在化工生產(chǎn)中，對于實際生產(chǎn)的各項數(shù)據(jù)的精確程度要求很高，

可以說差之毫厘，謬之千里，誤差的出現(xiàn)不僅僅導致生產(chǎn)質(zhì)量的降 低，很可能造成重大的安全問題，因此對于化工生產(chǎn)中的儀表監(jiān)控 非常重要，傳統(tǒng)條件下的人工監(jiān)控或者一些儀器監(jiān)控，對于設(shè)備的 監(jiān)控效率和精度都已經(jīng)無法滿足更加快速的生產(chǎn)節(jié)奏，產(chǎn)業(yè)自動化 的趨勢更加明顯，更加高效精確的監(jiān)控設(shè)備革新了化工生產(chǎn)線，例 如現(xiàn)場總線系統(tǒng)，它通過監(jiān)控化工生產(chǎn)的總線基準，系統(tǒng)地監(jiān)控其 他儀表設(shè)備。并且這一系統(tǒng)的操作環(huán)境更開放，互動操作性更強。 此外，這一系統(tǒng)還配備了強大的數(shù)學運算后臺，通過合理配置可以 減少廠房的接線總量，并且對于不同的生產(chǎn)線采用不同的監(jiān)控方式，

優(yōu)化資源配比，提高生產(chǎn)安全性。

3.2 自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的優(yōu)化

3.3 安全裝置的自動化

通過自動化的安全裝置，能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中所存在的一

些潛在風險，并采取相應(yīng)的動作來解除這些安全隱患。比如通過對 有害氣體進行密封隔壁處理裝置，在發(fā)生火災(zāi)之后立即開啟自動噴 淋滅火裝置。通過這些自動化安全裝置的應(yīng)用，還能夠有效避免操 作人員親臨事故現(xiàn)場等情況的發(fā)生，并能夠有效避免一些不必要損 失的出現(xiàn)。

3.4 優(yōu)化設(shè)備安全性檢測

化工行業(yè)之所以會頻發(fā)安全事故，造成人員傷害，其主要原因

是機器設(shè)備出現(xiàn)故障無法被及時發(fā)現(xiàn)和維修，并且，傳統(tǒng)檢測手段 不僅耗時費力，而且檢測工作難度也很大，很難及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在 的隱患。針對這種問題，化工企業(yè)采用了自動化控制技術(shù)，對設(shè)備 安全性能監(jiān)測進行定期優(yōu)化，并通過對設(shè)備安全性實時監(jiān)測，從根 本上杜絕安全隱患，保障化工行業(yè)的安全生產(chǎn)。

結(jié)語

在化工的安全生產(chǎn)過程中，雖然可以采取各種措施或通過各種

自動化控制系統(tǒng)來提高其生產(chǎn)的安全性，但是，這些都不可能完全 消除安全隱患。因此，化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中除了要使用這些自動 化控制系統(tǒng)之外，還要提高工作人員的安全防范意識，只有這樣才 可以最大限度的降低安全事故所帶來的風險和危害。

參考文獻

[1]江青茵.化工過程控制[M].北京：高等教育出版社，2017.

[2]鄭望，潘立登，趙眾.多尺度主元分析的一種改進方法[J]. 計算機與應(yīng)用化學，2017，25（07）.