自動化控制在化工安全生產中的應用及優化探索

張超

摘要：隨著我國科技水平的飛速發展，自動化控制技術的應用越來越廣泛。借助于該技術的應用，能夠將工人們從傳統的繁 重操作中進行解放，并能夠幫助企業節約大量的資源以及財政支出。化工行業作為一個高危險性的行業，應用自動化控制技 術不僅能夠提升裝置的生產效率，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在化工安全生產過程中的應 用情況以及具體優化措施進行了探究分析。

關鍵詞：自動化控制；化工安全生產；應用；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

自動化控制技術在我國許多行業領域中已經得到了應用，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勢的技 術，如今在化工行業中也得到了廣泛應用，這是因為自動化控制技 術是通過事先設定的編程指令而運行的，它的自動化控制主要體現 在對工作條件的設定，當實際情況滿足設定的條件時，自動化控制 技術就會發出相應的指令，代替人工完成指定功能的工作任務，可 以說，自動化控制技術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，自動化 控制技術自然會受到很大的青睞，它不僅能夠提升生產安全性，同 時還能大大提高工作效率，確保實現安全生產。

1 自動化控制對于化工安全生產的重要意義

第一，自動化控制是安全事故預防的保障系統。化工生產高度

機械化伴隨而來的是通過各種儀表來對生產情況進行監控，然后通 過電氣控制各種生產閥門來對生產活動進行調節，從而達到生產指 標。當生產活動中出現異常時，可以有儀表上的數據變化來發現， 從而快速調整相關生產參數，最終防止安全事故的發生。第二，自 動化控制是及時處理安全事故的救兵。通常情況下，化工生產中有 緊急剎車預案，其原理是將參與生產的各個設備之間進行連鎖，一 旦生產的某個工段出現異常，就會自動啟用緊急剎車預案，從而終 止生產線上所有的生產，避免安全事故的發生，減小不必要的損失。 第三，自動化控制是提高化工安全生產效率的重要保證。與傳統的 化工生產相比，自動化控制設備進行生產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安全 事故。總之，自動化控制對于化工安全生產具有重要意義，我國已 經向工業 3.0 時代邁進，生產的自動化程度越來越高，現場的操作 工人數量會越來越少，只有強化自動化控制對安全生產的作用，才 能讓化工企業長足穩定的向前發展。

2 化工安全生產過程中應用到的幾種自動化控制技術

2.1 實時監測和故障診斷

在化工生產的過程中，過程檢測和故障診斷是解決生產的安全

性與可靠性的關鍵性技術，并且有利于提高化工設備與生產系統在 運行過程中的可靠性，還可以提高對故障預測的準確性與維護設備 的效率。在過程監測時，需要完成的任務有：檢測故障，辨識故障 的幅度，推斷故障發生的時間，預測故障的發展趨勢，診斷故障的 機理和提出解決的對策與建議.目前，過程監測主要有三種方法：基 于解析模型的過程監測、基于專家知識的過程監測和基于數據分析 的過程監測。在實際的運用過程中，基于解析模型的過程監測，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用。基于專家知識的過程監測在化工業生產中 已經得到了很好的發展和改善。

2.2 先進控制系統的應用

先進技術應用以多變量預測控制、智能控制為主的先進控制技

術，將模型預測和反饋控制有機結合，有效解決裝置的多變量協調 優化控制問題，達到統一操作方法，減少人為因素影響，保證生產 操作的一致性，實現裝置的安全、平穩控制，并有效抑制干擾因素， 穩定產品質量，降低能耗。如根據二氟一氯甲烷生產中反應器、回 流塔的運行特點和控制要求，采用多變量模型預測控制，以原料進 料泵變頻、蒸汽壓力和冷媒調節閥為操縱變量，以反應器液位、反 應器溫度、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，同時協調控制原料進料的比例，克服滯 后與干擾因素，實現反應系統各溫度指標的平穩控制和“卡邊”優化，盡可能降低能耗。

2.3 緊急停車系統在化工安全生產中的應用

自動化控制在化工安全生產應用中，緊急停車系統也是其最重 要的應用之一。結合實踐來看，緊急停車系統與化工安全生產中實 時過程監測不同，其主要針對生產中關鍵工藝參數進行監測，一旦 該參數達到系統所設定的生產停車標準后，緊急停車系統立即代替 實時過程監測并執行生產停車指令，這樣不僅可以使化工生產在出 現故障前停止運行，還能夠為現場人員與設備安全提供保障。根據 原因不同，緊急停車系統一般有正常、局部以及全面三類：第一， 正常停車。正常停車是由化工企業主動執行，其目的是開展設備的 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突 發狀況，比如設備故障等意外而導致停車產生；第3 全面緊急停車。 全面緊急停車指的是化工生產中突然遇到的狀況，比如所在片區斷 電、斷水等情況而導致停車產生。

3.1 對儀表進行監控分析

在化工生產中，對于實際生產的各項數據的精確程度要求很高，

可以說差之毫厘，謬之千里，誤差的出現不僅僅導致生產質量的降 低，很可能造成重大的安全問題，因此對于化工生產中的儀表監控 非常重要，傳統條件下的人工監控或者一些儀器監控，對于設備的 監控效率和精度都已經無法滿足更加快速的生產節奏，產業自動化 的趨勢更加明顯，更加高效精確的監控設備革新了化工生產線，例 如現場總線系統，它通過監控化工生產的總線基準，系統地監控其 他儀表設備。并且這一系統的操作環境更開放，互動操作性更強。 此外，這一系統還配備了強大的數學運算后臺，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線采用不同的監控方式，

優化資源配比，提高生產安全性。

3.2 自動化控制在化工安全生產中的優化

3.3 安全裝置的自動化

通過自動化的安全裝置，能夠及時發現生產過程中所存在的一

些潛在風險，并采取相應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，在發生火災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用，還能夠有效避免操 作人員親臨事故現場等情況的發生，并能夠有效避免一些不必要損 失的出現。

3.4 優化設備安全性檢測

化工行業之所以會頻發安全事故，造成人員傷害，其主要原因

是機器設備出現故障無法被及時發現和維修，并且，傳統檢測手段 不僅耗時費力，而且檢測工作難度也很大，很難及時發現設備存在 的隱患。針對這種問題，化工企業采用了自動化控制技術，對設備 安全性能監測進行定期優化，并通過對設備安全性實時監測，從根 本上杜絕安全隱患，保障化工行業的安全生產。

結語

在化工的安全生產過程中，雖然可以采取各種措施或通過各種

自動化控制系統來提高其生產的安全性，但是，這些都不可能完全 消除安全隱患。因此，化工企業在生產過程中除了要使用這些自動 化控制系統之外，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]. 計算機與應用化學，2017，25（07）.