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

席玉潭 喬霜 崔常軍（山東德安安全技術(shù)服務(wù)有限公司， 山東 淄博 255000）

0 引言

自動化控制技術(shù)主要指在生產(chǎn)中應(yīng)用自動化技術(shù), 實現(xiàn)加工對象的自動連續(xù)生產(chǎn)，加快原材料的加工轉(zhuǎn)換和流動速度。自動化控制技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀(jì)最重要的高新技術(shù)之一。今天，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等各個領(lǐng)域，都離不開自動控制技術(shù)。

1 自動化控制技術(shù)的含義與重要性

化工行業(yè)是一個具有易爆易燃、有毒有害、高壓高溫、有腐蝕性特點的高危行業(yè)，生產(chǎn)過程中存在很多的安全隱患。這些安全隱患不僅威脅到員工的身體健康和生命安全，也在很大程度上影響了企業(yè)的發(fā)展和企業(yè)的競爭力。化工生產(chǎn)的對象錯綜復(fù)雜，僅僅依靠員工自己的工作經(jīng)驗，想要避免危險是十分困難的。就算是最好的操作和管理人員，也不可能時時都可以及時做出有效的應(yīng)急處理，于是就有可能導(dǎo)致災(zāi)難事故的發(fā)生。自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用將會是化工行業(yè)改革的一大進(jìn)步。在化工生產(chǎn)過程中，采用自動化控制技術(shù)，能夠?qū)どa(chǎn)過程進(jìn)行全面及時的監(jiān)測，并迅速找出故障產(chǎn)生的原因，在很大程度上降低危險系數(shù)，將損失降到最低，同時還會提供事故發(fā)生后可以采取的補(bǔ)救方案，保證了生產(chǎn)過程中的安全性和可靠性。

2 化工安全生產(chǎn)中的自動化控制技術(shù)

2.1 安全儀表系統(tǒng)的運用

化工石油產(chǎn)品一般都是易燃、易爆、有毒或者具有腐蝕性，在化工生產(chǎn)中對溫度、濕度、壓力壓強(qiáng)等數(shù)據(jù)都有著嚴(yán)格地要求，不允許出半點差池，稍不注意，就會釀成大的災(zāi)難。因此很多的大型的化工企業(yè)已經(jīng)開始采用安全儀表系統(tǒng)（Safety Instrumented System ,簡稱SIS）。實時監(jiān)控可以有效的降低生產(chǎn)過程中的設(shè)備隱患，保障化工生產(chǎn)的安全性和可靠性，對可能發(fā)生的危險進(jìn)行積極的響應(yīng)。儀表的主要功能有：1）對生產(chǎn)設(shè)備的運行參數(shù)、安全連鎖，控制設(shè)備的運行狀況等進(jìn)行監(jiān)視。2）發(fā)生故障時，能進(jìn)行聲光報警和指示故障的部位及性質(zhì)。3）發(fā)生故障時，能解除自動，實現(xiàn)自動到手動的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)自動“保位”。4）故障消除前，可以拒絕任何新的自動指令進(jìn)入調(diào)節(jié)系統(tǒng)。5）能防止操作人員可能出現(xiàn)的某些錯誤操作。一旦出現(xiàn)危險，SIS系統(tǒng)會按照提前設(shè)定好的程序進(jìn)行邏輯計算，并立刻進(jìn)行處理，防止危險的發(fā)生。可以這么說，SIS系統(tǒng)是安全生產(chǎn)的保障。

2.2 過程監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)

模型監(jiān)測的實施過程很復(fù)雜，所以不能廣泛的被應(yīng)用于各個行業(yè)。因此，我們可以采用基于專家知識的過程監(jiān)測的方法。這種檢測方法的主要過程是，把生產(chǎn)過程中的一些分析處理結(jié)果在同一個時間送至一個規(guī)定的數(shù)據(jù)庫，激活診斷的模塊。診斷模塊被激活后，會對數(shù)據(jù)庫里的信息進(jìn)行有層次的整理，通過分析數(shù)據(jù)，從而完成過程監(jiān)測的監(jiān)測任務(wù)。通過對故障的檢測，推測故障的時間，判定故障的幅度，了解故障發(fā)生的機(jī)理，對故障的發(fā)展預(yù)測并提出相應(yīng)的改進(jìn)對策。

機(jī)械設(shè)備在運行過程中，由于疲勞磨損、腐蝕以及操作不當(dāng)都會產(chǎn)生故障。故障的出現(xiàn)，影響了機(jī)械設(shè)備的正常運行，嚴(yán)重時還會造成生命和財產(chǎn)的損失。因此，及時的發(fā)現(xiàn)并排除故障具有重大意義。在這一背景下，故障診斷系統(tǒng)產(chǎn)生了。故障診斷系統(tǒng)指的是，通過自動化控制技術(shù)，在最短的時間內(nèi)查出生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)的故障，并提供合理可行的解決辦法，極大的提高了維修故障設(shè)備的工作效率，確保了生產(chǎn)的質(zhì)量與人員的安全。

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

在化工生產(chǎn)設(shè)備中，過程監(jiān)測是對生產(chǎn)過程進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)控，使得設(shè)備正常運轉(zhuǎn)；而ESD系統(tǒng)則是對關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行不間斷的關(guān)注，當(dāng)設(shè)備的運行超過了提前設(shè)定好的停車標(biāo)準(zhǔn)時，ESD系統(tǒng)會取代過程檢測系統(tǒng)進(jìn)行控制，進(jìn)行緊急停車，保障作業(yè)現(xiàn)場工作人員的安全和正常生產(chǎn)得以進(jìn)行，降低事故發(fā)生的幾率。ESD系統(tǒng)也是經(jīng)歷了一定的發(fā)展階段的。最早的ESD系統(tǒng)采用繼電器和硬接線作為控制單元，但是經(jīng)常會出現(xiàn)“節(jié)點黏住”故障，可靠性不高，安全系數(shù)得不到保障，而且在事故發(fā)生之后沒有辦法檢測到事故的原因所在，系統(tǒng)恢復(fù)時間過長。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，化工安全生產(chǎn)對安全控制系統(tǒng)的要求也越來越嚴(yán)格，以繼電器為基礎(chǔ)的早期ESD系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)的要求。應(yīng)運而生了PLC（可編程邏輯控制器），PLC的優(yōu)點是靈活性強(qiáng)，體積小，編程設(shè)計和修改便捷有效，最大的優(yōu)勢在于具有自動診斷的功能，可以自動檢測出故障所在，巨劍取代了繼電器，被廣泛應(yīng)用于安全生產(chǎn)當(dāng)中。當(dāng)然，常規(guī)普通的PLC只能應(yīng)用于規(guī)模小，安全性能要求較低的企業(yè)。隨著后來的功能不斷更新完善，實現(xiàn)了操作的標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)也越來越完整，變得更加堅固，可以有效的抵抗干擾。還有了更適應(yīng)大型安全場合的結(jié)構(gòu)設(shè)計。由PLC構(gòu)成的ESD系統(tǒng)在發(fā)生危險的過程中，可以迅速切換至提前設(shè)定好的安全操作模式，一旦自身也出現(xiàn)了故障，其也可以進(jìn)入故障安全保護(hù)模式。現(xiàn)在，PLC系統(tǒng)已經(jīng)成為化工行業(yè)的首選安全防護(hù)設(shè)備，已被大量應(yīng)用于很多化工行業(yè)的ESD系統(tǒng)中。

3 自動化控制技術(shù)在化工生產(chǎn)中的新應(yīng)用與探索

近年來，安全生產(chǎn)越來越受到重視，更加需要依靠科技的進(jìn)步提高生產(chǎn)過程的安全性。再加上化工安全生產(chǎn)的要求逐漸嚴(yán)格，人們對自動化控制技術(shù)有了更高的要求，化工安全技術(shù)也有了新發(fā)展。

3.1 自動連鎖報警系統(tǒng)

化工行業(yè)是高危行業(yè)，生產(chǎn)環(huán)境十分復(fù)雜。高溫高壓，腐蝕，毒性充斥著整個生產(chǎn)過程。一旦發(fā)生危險事故，后果不堪設(shè)想。自動聯(lián)鎖報警系統(tǒng)可以進(jìn)行實時監(jiān)測，一發(fā)生安全事故，立即自動發(fā)出報警信號，給管理人員充足的時間組織人員

3.2 設(shè)備安全性能的自動檢測

化工安全事故時有發(fā)生部分是由于設(shè)備的故障原因?qū)е碌模虼耍瑧?yīng)對設(shè)備進(jìn)行安全性檢驗，從根本上保障安全生產(chǎn)。可以通過對設(shè)備的構(gòu)造進(jìn)行分析和摸索來開展化工自動化的檢測方法。

3.3 裝置的自動化

在發(fā)生危險時，員工來不及也不便去處理時，自動處置裝置就可以自動做出安全的處理。如在有毒氣體發(fā)生泄漏時，可以直接隔離；在發(fā)生火災(zāi)時，可以直接自動進(jìn)行熄滅。

4 結(jié)語

在安全生產(chǎn)越來越受重視的今天，自動化控制技術(shù)顯然已經(jīng)占據(jù)了化工生產(chǎn)中的主導(dǎo)地位。在我們充分享受自動化技術(shù)給我們帶來的便利的同時，也要深刻的意識到，社會是不斷發(fā)展的，只有進(jìn)行創(chuàng)新與技術(shù)升級，才能使企業(yè)一直立于不敗之地。要從根本上提高安全意識，每個人都要做到安全生產(chǎn)，每個企業(yè)都要做到安全生產(chǎn)，提高企業(yè)生產(chǎn)力，促進(jìn)企業(yè)持續(xù)活力發(fā)展。

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