化工安全生產(chǎn)中自動化控制的應(yīng)用研究

王琰

山東雅美科技有限公司，中國·山東 濱州 256500

化工行業(yè)的繁榮發(fā)展，是促進中國經(jīng)濟水平提升的關(guān)鍵，同時也推動了現(xiàn)代化建設(shè)的進程?；ば袠I(yè)中由于涉及較多的設(shè)備與材料，因此危險性較高，只有加強化工安全控制，才能防止人員生命安全遭受威脅。尤其是自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的安全生產(chǎn)管理模式，有利于增強實際控制效果。論文將對化工安全生產(chǎn)中自動化控制的重要性進行分析，探索化工安全生產(chǎn)中自動化控制的應(yīng)用措施，并對化工安全生產(chǎn)中自動化控制的發(fā)展進行研究，為實踐工作提供參考。

化工安全生產(chǎn)；自動化控制；應(yīng)用

1 引言

化工企業(yè)數(shù)量的增加，滿足了當(dāng)前社會生產(chǎn)生活需求，同時也帶來了一定的問題，國家對于化工行業(yè)的管制也越來越嚴格，有利于其可持續(xù)發(fā)展。在當(dāng)前化工行業(yè)發(fā)展迅猛的趨勢下，只有加強安全生產(chǎn)控制才能保障生產(chǎn)工作的順利實施，為國民經(jīng)濟水平的穩(wěn)步增長奠定基礎(chǔ)。在實際生產(chǎn)活動當(dāng)中，由于危險源較多，導(dǎo)致安全管理的難度不斷增大。應(yīng)該加強對各類危險因素的有效辨識，并根據(jù)實際情況制定合理的預(yù)防與應(yīng)急處理方案，降低安全事故的發(fā)生幾率。自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，能減輕工作人員的負擔(dān)，促進企業(yè)的數(shù)字化、自動化與智能化發(fā)展。尤其是在當(dāng)前市場競爭不斷加劇的趨勢下，只有創(chuàng)新自動化控制手段，才能保障化工企業(yè)的快速發(fā)展，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益，增強其市場競爭力。

2 化工安全生產(chǎn)中自動化控制的重要性

在化工生產(chǎn)當(dāng)中的危險源相對較多，包括了化學(xué)制品、設(shè)備等，導(dǎo)致化工生產(chǎn)的風(fēng)險升高，只有加強有效控制，才能將其限制在合理范圍之內(nèi)，避免重大事故的發(fā)生。同時，化工生產(chǎn)中的工藝類型較為繁雜，包括了加氫和硝化反應(yīng)等，如果不注重操作的嚴謹性與規(guī)范性，將容易引發(fā)火災(zāi)、中毒或者爆炸等事故[1]。加強對自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，能解決傳統(tǒng)控制手段的弊端，促進企業(yè)效益的擴大化。故障問題的處理更加及時，同時能做好預(yù)測。

3 化工安全生產(chǎn)中自動化控制的應(yīng)用措施

3.1 故障診斷?系統(tǒng)

在化工生產(chǎn)當(dāng)中涉及的設(shè)備類型及數(shù)量相對較多，在長時間運行過程中會出現(xiàn)一定的故障問題，因此應(yīng)該采用自動化控制手段加強有效管控。自動化監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的應(yīng)用，能實現(xiàn)對故障隱患的實時監(jiān)測與排查，以便獲得可靠、全面、真實的故障信息，為檢修與運行維護提供科學(xué)依據(jù)。同時，能獲得準確的故障發(fā)生時間、幅度，根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的運行狀態(tài)及參數(shù)對故障加以預(yù)測和識別，滿足決策需求。在過程監(jiān)測中也可以采用不同方式，包括了分析模型、專家知識和數(shù)據(jù)分析等[2]。分析模型的構(gòu)建存在一定難度，專家知識的應(yīng)用也存在諸多限制，當(dāng)前在實踐工作中應(yīng)用較多的是化工過程監(jiān)測與模糊診斷系統(tǒng)，能集成模糊專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)校正的優(yōu)勢，通過數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建實現(xiàn)統(tǒng)一化管理與實時更新。

3.2 緊急停車系統(tǒng)

緊急停車系統(tǒng)也是自動化控制中不可或缺的重要系統(tǒng)，能保障在緊急情況下及時停車，避免意外事故的發(fā)生。如圖1所示，緊急停車系統(tǒng)主要由檢測單元、輸入模塊、控制模塊、輸出模塊和執(zhí)行單元等構(gòu)建，通過各個模塊和單元的協(xié)同配合，能實現(xiàn)對緊急情況的快速響應(yīng)，達到快速停止的目的。對于化工生產(chǎn)中的異常問題，能通過安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)加以排查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題后進行緊急制動，防止事故問題的進一步擴大化，真正保障人們的生命財產(chǎn)安全。在緊急停車系統(tǒng)的設(shè)計過程當(dāng)中，應(yīng)該保障其具有獨立性特征，防止對化工設(shè)備運行造成影響。對當(dāng)前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，確保其設(shè)備與邏輯得到簡化，促進運行可靠性提升的同時，保障良好的反應(yīng)速度[3]。在應(yīng)用緊急停車系統(tǒng)時，應(yīng)該嚴格遵循相關(guān)安全準則，實現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的有效管理。

圖1 緊急停車系統(tǒng)構(gòu)成

3.3 安全儀表系統(tǒng)

易燃易爆性、有毒性和腐蝕性等，是化工產(chǎn)品的主要特點，只有加強對環(huán)境濕度、溫度和壓力等參數(shù)的有效控制，才能實現(xiàn)對風(fēng)險隱患的控制。安全儀表系統(tǒng)也是自動化控制系統(tǒng)的主要組成，能實現(xiàn)對設(shè)備、儀器的實時監(jiān)控，保障危險事故響應(yīng)的快速性，提升系統(tǒng)運行安全性與穩(wěn)定性。參數(shù)與安全聯(lián)鎖控制，是安全儀表系統(tǒng)的基本功能，全天候監(jiān)控設(shè)備運行狀況。同時，當(dāng)故障問題出現(xiàn)時還能通過聲光報警與指示故障位置的方式為檢修提供便捷，通過手動替代自動，滿足自動“保位”工作需求[4]。除此之外，為了避免調(diào)節(jié)系統(tǒng)中有自動指令輸入而對故障處理造成影響，安全儀表系統(tǒng)也能發(fā)揮自身的指令控制功能，確保故障解決的實效性。

4 化工安全生產(chǎn)中自動化控制的發(fā)展

4.1 報警管理系統(tǒng)

由于化工生產(chǎn)會受到多種因素的影響，包括了環(huán)境因素、人為因素和設(shè)備自身因素等，有時會出現(xiàn)偏離正常狀況的現(xiàn)象，此時應(yīng)用報警管理系統(tǒng)能發(fā)出閃爍或者聲音報警，以便實現(xiàn)對設(shè)備及系統(tǒng)的有效控制，保障工況的良好性。尤其是很多生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)和運行原理十分復(fù)雜，報警管理系統(tǒng)的應(yīng)用為管理人員和運維人員提供了便捷。為了增強實際報警效果，應(yīng)該合理設(shè)置報警類型、級別，同時明確的報警提示，減輕工作人員負擔(dān)，防止由于報警疏漏而引發(fā)安全事故。梳理報警信息，也是報警管理系統(tǒng)的主要功能，有利于信息的統(tǒng)一化規(guī)范管理。在系統(tǒng)運行中應(yīng)該對其進行不斷優(yōu)化，實現(xiàn)對多余報警的有效識別及消除，確保其滿足相關(guān)法規(guī)及標準要求[5]。報警信息的分析、管理和監(jiān)視等，也應(yīng)該在系統(tǒng)運行中加以有效強化，促進操作員工作效率的提升。做好安全事故評估工作，以滿足后續(xù)化工生產(chǎn)工作要求。

4.2 自動化檢測

化工設(shè)備的故障問題，是生產(chǎn)中的常見問題，如果未能對其進行及時檢測及處理，將會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。尤其是當(dāng)前化工生產(chǎn)具有連續(xù)性特征，設(shè)備在長時間運行中會出現(xiàn)性能缺陷或者零部件的老化問題等。在傳統(tǒng)檢測工作當(dāng)中，對于人員專業(yè)能力要求較高，而且檢測效率較低，無法獲得全面可靠的檢測數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)致資源浪費的問題出現(xiàn)。而自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，則能為化工設(shè)備檢測提供技術(shù)支持，減少人力、物力和財力投入[6]。VALVELINK系統(tǒng)和AMS系統(tǒng)可以分別檢測自控閥門和智能儀表等，集成了先進的在線檢測技術(shù)，能幫助運維人員了解設(shè)備狀態(tài)，實現(xiàn)對故障問題的有效預(yù)測。因此，企業(yè)應(yīng)該加大投入力度，引進先進自動化檢測技術(shù)，同時根據(jù)化工生產(chǎn)需求進行創(chuàng)新與升級，增強技術(shù)應(yīng)用實效性。

4.3 順序控制、批量控制與APC

順序控制應(yīng)用于停車過程、開車過程和升降負荷過程當(dāng)中，是提升工作效率與質(zhì)量的關(guān)鍵，同時能實現(xiàn)對誤操作的有效預(yù)防。在自動控制中完全按照預(yù)設(shè)指令，降低了人為因素的影響，保障生產(chǎn)可靠性。除了應(yīng)該實施過程控制外，還要加強對批量控制的有效優(yōu)化，為間歇性生產(chǎn)和固定牌號產(chǎn)品生產(chǎn)等提供保障，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升。以標準化流程控制生產(chǎn)過程，通過PHASE的調(diào)取及運行，能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)及停止。系統(tǒng)模型的構(gòu)建，是APC應(yīng)用中的關(guān)鍵，需要以豐富的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)作為保障，增強對被控對象的控制效果，優(yōu)化整個化工生產(chǎn)流程。應(yīng)用APC技術(shù)除了可以保障安全性外，還能達到良好的環(huán)保效果。

5 結(jié)語

將自動化控制應(yīng)用于化工安全生產(chǎn)當(dāng)中，是預(yù)防安全事故、創(chuàng)造良好經(jīng)濟效益的關(guān)鍵，因此應(yīng)該受到企業(yè)管理人員的高度重視。故障診斷系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)和安全儀表系統(tǒng)等，是當(dāng)前自動化控制中的主要系統(tǒng)組成，不同系統(tǒng)的功能特點也有較大差異，應(yīng)該增進系統(tǒng)協(xié)同性，保障生產(chǎn)安全。在未來發(fā)展當(dāng)中，應(yīng)該從報警管理系統(tǒng)、自動化檢測、順序控制、批量控制與APC等方面入手，加大控制力度，提高生產(chǎn)安全性。