氯堿化工中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展與優(yōu)化

李芳

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，氯堿化學(xué)品的市場(chǎng)需求越來(lái)越大，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。伴隨著氯堿化工企業(yè)自身的高風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性必須得到充分保證，這使得氯堿化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)提出了更高的要求。自動(dòng)化的應(yīng)用確保了企業(yè)生產(chǎn)的高效運(yùn)行，也保證了企業(yè)員工的人身安全和財(cái)務(wù)?；诖耍酒恼聦?duì)氯堿化工中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展與優(yōu)化進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：氯堿化工;自動(dòng)化控制系統(tǒng);發(fā)展;優(yōu)化

引言

目前，國(guó)家層面陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)重要文件，中央各委和地方政府都在積極進(jìn)行目標(biāo)制定和政策部署。為堅(jiān)決貫徹國(guó)家關(guān)于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的政策要求，氯堿行業(yè)已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、碳排放現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)等重大問(wèn)題的研究，以碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)為契機(jī)，通過(guò)加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動(dòng)科技創(chuàng)新、不斷提升能效和增加清潔能源使用等切實(shí)有效的措施，加快行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展，力爭(zhēng)盡早實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，為國(guó)家總體實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)和碳中和愿景做出積極貢獻(xiàn)。

1中國(guó)氯堿行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排的基本原則

（1）堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展，產(chǎn)能有進(jìn)有退。推動(dòng)燒堿和聚氯乙烯產(chǎn)品嚴(yán)格實(shí)行產(chǎn)能等量置換，統(tǒng)籌好發(fā)展和減排、增量和存量的關(guān)系，準(zhǔn)確把握并科學(xué)發(fā)揮電解工藝處置工業(yè)廢鹽和“堿、氯、氫”三種聯(lián)產(chǎn)品的基礎(chǔ)化工原材料重要作用，為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)間協(xié)同發(fā)展、資源綜合利用和綠色低碳做出積極貢獻(xiàn)。（2）堅(jiān)持對(duì)標(biāo)先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)降耗減碳。堅(jiān)持與國(guó)際先進(jìn)對(duì)標(biāo)和國(guó)內(nèi)領(lǐng)跑對(duì)標(biāo)，推動(dòng)行業(yè)能效水平由基準(zhǔn)水平向標(biāo)桿水平不斷邁進(jìn)，鼓勵(lì)企業(yè)采取先進(jìn)技術(shù)，持續(xù)降低碳排放、污染物排放和能耗水平，不斷提升清潔低碳、可持續(xù)發(fā)展能力。（3）堅(jiān)持政策引導(dǎo)，合理把握節(jié)奏。進(jìn)一步推動(dòng)有關(guān)部門完善鼓勵(lì)企業(yè)改造的產(chǎn)業(yè)政策、市場(chǎng)機(jī)制和配套措施，合理保障氯堿企業(yè)存續(xù)發(fā)展條件。堅(jiān)持分類施策和分企施策，指導(dǎo)企業(yè)科學(xué)編制改造方案，并結(jié)合行業(yè)供需情況合理把握節(jié)奏、穩(wěn)妥有序?qū)嵤?。?）堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向，經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行。優(yōu)先推廣使用成熟適用技術(shù)進(jìn)行行業(yè)節(jié)能減排改造，進(jìn)一步加強(qiáng)新裝備、新技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)示范工作，推動(dòng)行業(yè)整體節(jié)能降耗。充分尊重企業(yè)市場(chǎng)主體地位，協(xié)助有關(guān)部門制定切實(shí)可行的改造目標(biāo)和任務(wù)，統(tǒng)籌兼顧技術(shù)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

2自動(dòng)化控制在氯堿化工安全生產(chǎn)中應(yīng)用的意義

2.1優(yōu)化工作環(huán)境

傳統(tǒng)的氯堿化工生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，通常是工作在一線的生產(chǎn)與操作人員將會(huì)暴露在危險(xiǎn)的環(huán)境下，受到外部因素與主觀因素的影響，容易產(chǎn)生操作方面的失誤，造成安全事故問(wèn)題產(chǎn)生。作業(yè)人員長(zhǎng)時(shí)間處在高溫、具有腐蝕性的環(huán)境中，身體健康受到影響。隨著國(guó)家安全方面的法律、法規(guī)不斷完善，雖然企業(yè)在作業(yè)人員個(gè)體防護(hù)和安全設(shè)備設(shè)施方面的安全投入有所增加，但是依然存在危險(xiǎn)性。而將自動(dòng)化控制運(yùn)用到化工產(chǎn)品的生產(chǎn)與控制中，將危險(xiǎn)性較大的工藝、設(shè)備通過(guò)自動(dòng)化控制代替人員操作，并把生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況連接到自動(dòng)化系統(tǒng)上，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整體化工產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)控，將其變得可視化和系統(tǒng)化。

2.2避免事故

利用自動(dòng)化控制技術(shù)后，能夠保障氯堿化工生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率，還能讓設(shè)備在更為安全穩(wěn)定的環(huán)境下更好地運(yùn)行。利用自動(dòng)化控制技術(shù)，人工操作參與度大幅度下降，也降低了人員死亡率。此外，在整個(gè)氯堿化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的監(jiān)控，對(duì)所發(fā)現(xiàn)的安全問(wèn)題和隱患及時(shí)有效展開(kāi)處理，避免事故范圍，降低整體損失，讓企業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)步發(fā)展下去。

3規(guī)劃設(shè)計(jì)

自動(dòng)化以固有的安全性為前提，可靠性為基礎(chǔ)，DCS控制為中心，高智能為目標(biāo)。通過(guò)不斷減少手動(dòng)操作和優(yōu)化自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)單按鈕啟動(dòng)-停止和穩(wěn)定的智能生產(chǎn)操作。主要的執(zhí)行途徑如下。（1）通過(guò)增加智能在線儀器、自動(dòng)控制閥、在線分析儀等，減少現(xiàn)場(chǎng)操作次數(shù)。;（2）通過(guò)采取各種報(bào)警優(yōu)化措施，DCS報(bào)警率不斷降低，報(bào)警管理得到改善。（3）通過(guò)控制回路的優(yōu)化、復(fù)雜的回路設(shè)計(jì)、順序控制程序的開(kāi)發(fā)、先進(jìn)控制操作（APC）等手段，自動(dòng)控制水平不斷提高，DCS操作數(shù)量減少。（4）通過(guò)HCD（包括主動(dòng)監(jiān)測(cè)）等手段對(duì)硬盤進(jìn)行高效監(jiān)測(cè)，以保持生產(chǎn)穩(wěn)定。

4自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化

（1）更新電子系統(tǒng)。用分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)取代舊的電子系統(tǒng)可以提供許多重要的改進(jìn)，例如b .提高操作監(jiān)控能力，方便地將信息與其他工廠計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)集成。（2）批量操作系統(tǒng)優(yōu)化?；S、紙漿廠、水泥廠、制藥廠等工藝中的聚合往往涉及許多順序控制和連續(xù)控制，它們之間的關(guān)系相當(dāng)密切。如何正確協(xié)調(diào)這兩個(gè)系統(tǒng)非常重要。過(guò)去使用PID繼電器和調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，操作人員必須密切監(jiān)控，以避免不合格產(chǎn)品。最近推出的“混合控制器”具有連續(xù)順序控制功能。采用這種運(yùn)行控制方式，可以減少操作人員的負(fù)擔(dān)，準(zhǔn)確控制質(zhì)量，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間。（3）小型工廠控制系統(tǒng)。對(duì)于一些較小的工廠或簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，完全采用所謂的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可能是不值得的。此時(shí)可以考慮采用基于PC的控制系統(tǒng)。隨著個(gè)人電腦的發(fā)展，這種制度逐漸被接受。只要選擇了正確的系統(tǒng)配置、輸入和輸出組件、個(gè)人計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序軟件，就可以將其組合成靈活可靠的系統(tǒng)。價(jià)格不貴，但電腦控制的好處就在那里。（4）序列控制。序列控制，相關(guān)設(shè)備將按照安全啟動(dòng)和停止規(guī)定的順序和時(shí)間間隔自動(dòng)操作，操作人員只需監(jiān)控程序每個(gè)步驟的執(zhí)行情況，從而減少了許多繁瑣的操作。同時(shí)，在設(shè)計(jì)排放控制系統(tǒng)時(shí)，為各裝置的操作規(guī)定了嚴(yán)格的安全鎖定條件，以避免操作人員的故障，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)后，即可完全實(shí)現(xiàn)氫水泵的無(wú)人值守運(yùn)行，自動(dòng)控制氫壓力，快速自動(dòng)升高和降低負(fù)荷，從而提高運(yùn)行效率，并將轉(zhuǎn)換后壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差降至0.15。（5）儀表自動(dòng)化監(jiān)控。自動(dòng)化儀表及其過(guò)程控制對(duì)于化工安全生產(chǎn)整個(gè)系統(tǒng)具有直接性作用，當(dāng)下現(xiàn)代化工儀表種類較多，如溫度檢測(cè)裝置、壓力儀表裝置、物位檢測(cè)量裝置。此類表實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制主要體現(xiàn)在以下3方面：（1）可編程過(guò)程控制。氯堿化工生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化控制，充分依托先進(jìn)的微電腦芯片和先進(jìn)技術(shù)，保證儀表運(yùn)行可靠性及抗干擾性?；?shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，選取PLC控制系統(tǒng)決策制定控制目標(biāo)及控制思路，處于各類數(shù)據(jù)匯總、處理分析出軟件、硬件等系統(tǒng)實(shí)際工作狀況，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程端口動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)儀表實(shí)際工作狀態(tài)。復(fù)雜控制模式可動(dòng)態(tài)化控制儀表運(yùn)行可靠性，可在電路控制、設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)融入自動(dòng)化監(jiān)控測(cè)試，可保證技術(shù)人員高效化匯總收集相關(guān)功能性指標(biāo)。（2）計(jì)算控制功能。自動(dòng)化控制應(yīng)用中，系統(tǒng)托邏輯運(yùn)算規(guī)則，選取初期相應(yīng)的數(shù)據(jù)指標(biāo)、公式等掌握儀表數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，依托全面性、持續(xù)性監(jiān)控儀表自身運(yùn)行實(shí)際需求，可從本質(zhì)層面控制掃描時(shí)間，充分以大數(shù)據(jù)為核心技術(shù)監(jiān)測(cè)儀表工作需求和作業(yè)狀態(tài)，重復(fù)審核統(tǒng)計(jì)儀表數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性及可靠性，保證整個(gè)氯堿化工生產(chǎn)作業(yè)可靠性。若儀表中數(shù)據(jù)存在異常狀況，需充分結(jié)合是記憶功能判定故障發(fā)生部位。（3）數(shù)據(jù)記憶控制。自動(dòng)化數(shù)據(jù)自行存儲(chǔ)、記憶過(guò)程中，化工儀表可充分依托后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)充分收集匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，如壓力、溫度等相關(guān)指標(biāo)，簡(jiǎn)易化處理控制中各類裝置運(yùn)行可靠性及效率。儀表可動(dòng)態(tài)化掌握數(shù)據(jù)庫(kù)中運(yùn)行狀況，技術(shù)人員將自身收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，記憶中不斷更新線下數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)實(shí)際應(yīng)用提供方便，保證氯堿化工生產(chǎn)質(zhì)量可靠性。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，氯堿化工的特點(diǎn)是自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化。自動(dòng)化是為了夯實(shí)基礎(chǔ)，提高可靠性，實(shí)施本質(zhì)安全，提高安全管理水平。氯堿化工行業(yè)的建設(shè)是信息化建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，是一個(gè)長(zhǎng)期的、可持續(xù)的建設(shè)過(guò)程。氯堿化工建設(shè)永遠(yuǎn)在路上。

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