自動控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊一鳴 郭天元

摘要：在國家以及各行各業(yè)高度關(guān)注安全生產(chǎn)的情況下，自動控制技術(shù)已逐漸在化工生產(chǎn)中占據(jù)了核心地位，需要充分理解自動化技術(shù)帶來便利的同時，也需要緊跟信息化的時代潮流，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在更深層次上實現(xiàn)創(chuàng)新和技術(shù)升級，從根本上提高安全意識，最終達到提升企業(yè)經(jīng)濟效益的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng);化工安全;生產(chǎn)應(yīng)用

1、化工行業(yè)自動化生產(chǎn)目的

1.1改善生產(chǎn)的工作環(huán)境

傳統(tǒng)的操作方式，操作人員極易受到危險的工作環(huán)境的影響，雖然在生產(chǎn)過程中配備一些防護工具，然而風(fēng)險以及安全隱患依舊存在且不容忽視。自動控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，可有效減少人工操作，同時也方便相關(guān)工作人員進行24小時監(jiān)控生產(chǎn)區(qū)域。一旦工作區(qū)域發(fā)現(xiàn)了危險情況，一體化聲光警報器將會啟動，提醒相關(guān)操作人員及時撤離危險區(qū)域。

1.2降低生產(chǎn)成本

經(jīng)濟收益是所有企業(yè)十分關(guān)注的核心關(guān)鍵問題，在當(dāng)前勞動力成本持續(xù)上漲的形勢下，將傳統(tǒng)的人工操作逐步的轉(zhuǎn)換成自動化生產(chǎn)，是未來化工行業(yè)發(fā)展中的重要趨勢。在化工行業(yè)生產(chǎn)實踐過程中，普遍應(yīng)用自動控制系統(tǒng)，目的在于顯著提高生產(chǎn)的準(zhǔn)確性，降低出錯的概率，特別是在某些危險環(huán)境中。通過自動控制系統(tǒng)，生產(chǎn)質(zhì)量和速度將明顯提高，生產(chǎn)過程中的能耗將降低，生產(chǎn)效率將會提高，節(jié)能和環(huán)保的理念將得到實現(xiàn)，成本將顯著降低。

1.3降低安全事故的危害程度

在化工行業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用自動控制系統(tǒng)，可以在很大程度上顯著提升生產(chǎn)過程中的安全性，如果某些重要的工藝參數(shù)超標(biāo)，報警、聯(lián)鎖將會更加及時，制止事故擴散的效果將會更加顯著。

1.4實現(xiàn)生產(chǎn)智能化發(fā)展

智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。它不僅指傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改革創(chuàng)新，也是企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益的有效手段?；ば袠I(yè)的安全生產(chǎn)也是如此，在科學(xué)技術(shù)飛躍式發(fā)展的今天，我國的化工企業(yè)自然將面臨許多挑戰(zhàn)和機遇。

2、自動控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的使用策略

化工生產(chǎn)的特點通常是易燃性、爆炸性、毒性、高溫和高壓等典型特征，所以化工行業(yè)很明顯是一個高風(fēng)險的行業(yè)。隨著生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)能力的大型化，事故對社會許多方面造成的嚴(yán)重后果越來越令人擔(dān)憂。因此，自動控制系統(tǒng)作為化工行業(yè)降低風(fēng)險和保障安全的有效方法得到越來越多的重視并廣泛應(yīng)用。目前，化工行業(yè)應(yīng)用較為普遍的自動控制系統(tǒng)通常是基本過程控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)。

2.1基本過程控制系統(tǒng)

基本過程控制系統(tǒng)，指對過程測量和相關(guān)設(shè)備、其他儀表、控制系統(tǒng)或操作人員輸入信號的響應(yīng)，根據(jù)工藝控制規(guī)律、算法和方法，提供用于實施過程控制和相關(guān)設(shè)備運行的輸出信號的系統(tǒng)。基本過程控制系統(tǒng)完成生產(chǎn)裝置的過程控制，通常采用集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）或可編程序控制器系統(tǒng)（PLC系統(tǒng)），其設(shè)計遵循“技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、操作方便”的原則，在提高企業(yè)自動化水平的前提下，充分考慮工藝流程的特性，采用控制室集中監(jiān)控操作為主、部分現(xiàn)場儀表為輔的運行管理模式?；具^程控制系統(tǒng)需要具備安全生產(chǎn)監(jiān)視功能，對溫度超限、壓力超限、液位超限等工藝參數(shù)實現(xiàn)監(jiān)控、報警及調(diào)節(jié)等相關(guān)功能;并具備安全管理功能，用于實現(xiàn)裝置遠程開停及聯(lián)鎖等相關(guān)功能。

2.2安全儀表系統(tǒng)

安全儀表系統(tǒng)（safety instrumented system），指實現(xiàn)一個或多個安全儀表功能的儀表系統(tǒng)，簡稱SIS系統(tǒng)。SIS系統(tǒng)獨立于基本過程控制系統(tǒng)設(shè)置，且作為靜態(tài)系統(tǒng)在正常工況下只監(jiān)視生產(chǎn)裝置運行狀態(tài)，只有工藝參數(shù)超出上限值，可能會發(fā)生事故，威脅人身安全、對工廠造成破壞或污染環(huán)境時，SIS系統(tǒng)自動地按照預(yù)先設(shè)定的安全功能規(guī)范進行保護，以防止危險事故的發(fā)生或者減輕其后果。

2.3其他輔助系統(tǒng)

其他輔助系統(tǒng)包括可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)（GDS系統(tǒng)）、壓縮機控制系統(tǒng)（CCS系統(tǒng)）、透平壓縮機綜合控制系統(tǒng)（ITCC系統(tǒng)）等，用來輔助完成生產(chǎn)過程的控制、報警及聯(lián)鎖。以可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)（GDS系統(tǒng)）為例淺談其使用策略。化工生產(chǎn)通常伴隨著易燃、易爆、有毒氣體泄漏的風(fēng)險，為了確保裝置安全生產(chǎn)和人身安全，按照《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50493—2019）設(shè)置可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)（GDS系統(tǒng)）。

GDS系統(tǒng)采用獨立設(shè)置的以微處理器為基礎(chǔ)的電子產(chǎn)品，由獨立的機柜、控制器、I/O卡件、操作站及保證系統(tǒng)完整性的所有相關(guān)部件（電源、繼電器等）組成?，F(xiàn)場可燃?xì)怏w及有毒氣體探測器輸出的4～20mA（三線制）信號傳送到GDS系統(tǒng)的模擬輸入卡，實現(xiàn)氣體濃度的顯示、報警及信息的記錄和儲存。GDS系統(tǒng)具備輸出開關(guān)量功能，可為所需聯(lián)動保護設(shè)備提供信號接點，可燃?xì)怏w二級報警信號、可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)報警控制單元的故障信號送至消防控制室進行圖形顯示和報警。

3、結(jié)束語

綜上所述，自動控制系統(tǒng)對我國的化工生產(chǎn)具有重要作用。尤其隨著科學(xué)和技術(shù)的飛躍式發(fā)展，自動控制系統(tǒng)無論是在研發(fā)層面還是應(yīng)用層面均愈發(fā)廣泛，因此，在化工行業(yè)的生產(chǎn)安全框架內(nèi)，需要持續(xù)性地探索自動控制系統(tǒng)，推動其發(fā)揮更大的作用，這對于該行業(yè)人員來說是需要不斷關(guān)注的問題。

參考文獻：

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[3]姜虹.自動控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].當(dāng)代化工研究，2020（21）：46-47.

作者簡介：1.楊一鳴（1998.12-），男，漢族，河南鞏義人，本科，河南工學(xué)院電氣工程與自動化學(xué)院學(xué)生。研究方向：自動化

2.郭天元（1997.01-），男，漢族，河南商丘人，本科，河南工學(xué)院電氣工程與自動化學(xué)院學(xué)生。研究方向：自動化