自動化控制在化工安全生產中的運用研究

鞏福猛

摘? ?要：隨著社會經濟的飛速發展，化工工業成了我國重要的行業，在我國經濟發展中占據了重要的位置，同時，化工生產也伴隨著較大的危險性，比如易燃、易爆以及化學腐蝕等問題。在科學技術快速發展的背景下，自動化技術已經被廣泛地應用到各行各業，特別是在化工生產中，大大地提高了安全性，也保證了生產的質量和效率。基于此，對自動化控制的內容和概念進行了簡單的分析，并探究了我國化工生產自動化控制的情況，研究了自動化控制運用的重要性，探究了新型自動化控制技術的發展方向。

關鍵詞：自動化控制;化工安全生產;技術應用

隨著科學技術的發展，自動化控制技術成為生產工業的核心。自動化技術的應用，使工業產品生產更具多樣性、快捷性、安全性、方便性，同時，還能減少工作量，提高生產效率和產品質量。而化工生產的過程非常復雜，使用到的化學物質大多具有一定的危險性，在生產中需要嚴格控制，因此，這對操作人員的專業性和應急能力要求比較高。保障化工生產安全是工作的首要任務，而利用自動化控制能夠通過智能的檢測、診斷等技術，及時準確地對潛在的危險進行判斷，還能應對一些突發事件，提高生產的安全性。

1? ? 自動化控制技術的應用現狀

1.1? 自動化信息系統的應用

自動化信息系統的應用主要是依靠計算機輔助系統，比如計算機輔助工藝設計系統、輔助設計系統等一系列計算機輔助系統。這些輔助系統不僅提高了生產工藝的效率和生產的標準化水平，還能幫助設計師完成一些細小零件部位的設計和制造，創建詳細的信息庫，為后續生產工作建立全面、健全的數據信息庫，加強企業內部各單位、部門甚至是各車間的信息交流，推進工作的信息化進程，簡化工程流程，提高工作效率[1]。

1.2? 自動化生產系統的應用

自動化生產系統應用最大的優點就是對于機械制造過程中許多重復的工藝可以自動完成，大大減少了人工的工作量，比如零件裝配、包裝分點等工作。同時，還能減少人工工作的失誤，提高加工生產產品的質量和效率。自動化生產系統可以優化工作環境，提高產品的環保性和清潔性，減少殘次品的出現頻率，更大程度地滿足客戶需求，提高企業效益。

1.3? 自動化設備裝配系統的應用

設備的裝配是機械制造過程中重要的步驟，機械自動化裝配系統是重要的技術，除了可以提高生產效率，還能在很大程度上保障產品的質量。人工的裝配工作從勞動量和智力上來說，都遠遠不及自動化系統的水平，自動化裝配系統在代替人工操作的情況下，根據預先的規則來裝配零件，進行包裝、搬運、裝箱等工作，形成了生產的自動化操作。自動化設備裝配系統的應用在機械制造中占據了重要的位置，在產品的產量和質量上作出了巨大的貢獻。

1.4? 自動化檢測系統的應用

在科學技術快速發展的背景下，機械制造行業中對于復雜、特殊的功能技術要求越來越多，包括加工設備和材料、零件的質量和性能都有了明顯的提高，所以產品檢測工作的難度也在不斷加大。而人工檢測的缺點除了無法滿足精密度高的檢測要求外，在效率上也無法達到企業的要求。自動化檢測系統的應用恰好彌補了這些缺點，甚至為機械制造的檢測工作創造了新的局面。目前，應用較多的檢測技術包括：電流信號識別檢測技術、模擬人工神經網絡檢測技術等。自動化檢測系統降低了機械制造業檢測的難度，提高了準確性，確保了產品及相關設備技術的精確性[2]。

2? ? 自動化控制在化工生產中的應用情況

2.1? 各類儀表的實時監控

自動化控制在化工生產線直接控制中的運用主要是儀表的監控。化工生產具有一定的危險性，而安全儀表能夠對生產中的各項數據進行監測，實時地顯示生產的狀態，工作人員可以直接通過儀表的數據信息來判斷是否存在危險，從而決定采取怎樣的措施。自動化控制技術的應用就是通過微處理器與大型集成電路合理地組合而提高設備的自動化控制效果，兩者之間通過有效的配合，對生產過程中的情況進行準確的監控，從而提高整個生產系統的安全性。同時，根據化工生產不同流程以及危險性，可以對自動化控制設備進行不同的調整，實現對不同控制對象的選擇性控制，從而實現對生產安全性的有效控制，是推動我國化工生產發展的重要措施[3]。

2.2? 生產監控與故障診斷

在化工生產中，由于過程復雜、環節眾多，任何一個工作步驟出現問題都有可能造成安全事故。所以，利用自動化控制模塊對所有生產的環節進行全程監控，通過對數據的收集和處理，與正常數據區間進行比對和分析，能夠準確地檢測出問題數據，并精確地找到問題所在。一般這種檢測是以模型為檢測方式，但是相對來說難度較大，應用起來也比較復雜，所以在化工生產中，一般會使用專家知識法進行檢測。主要是有針對性地對生產的故障情況進行監控，比如故障發生時間、程度、原因以及可能產生的后果等，通過對數據進行對比并制作出相應圖形來反映故障發展的趨勢，幫助工作人員快速地找到應對之策。專家知識法的應用可以實現對生產工作的各項環節進行數據收集和整理，將分析的結果都保存到數據庫中，提高數據診斷的準確性，擴大診斷模塊的監測范圍。一旦這些數據在模塊中被激活，在后續對數據的系統整理中，就可以實現全過程的監測，保障工程的安全進行[4]。

2.3? 緊急停車系統的應用

緊急停車系統在生產過程中應用得比較廣泛，主要是對各種關鍵的數據和工作情況進行監視和控制。如果發現監測的內容與正常的數據范圍嚴重偏離，緊急停車系統就達到了停車的標準，所以監控系統就直接被緊急停車系統取代，對問題故障的過程實行順序停車，保證生產過程的安全性。這種自動停車的操作系統能夠保證設備和人員的安全，減少事故發生的頻率。緊急停車系統有3種狀態，正常停車、局部緊急停車以及全面緊急停車。根據不同的狀態會有不同的自動化操作。比如設備屬于正常維修的范圍，就會實行正常停車，如果設備因為意外事故，比如零件的損壞或者不可預期的故障，就會進行局部緊急停車，如果遇到毫不知情的停電、停水情況，就要實行全面的緊急停車，從而保證設備生產的安全性。當然，緊急停車系統主要是為了使化工生產技術的安全性更加穩定，關乎著國家財產和人身安全，所以對該系統的準確性和靈敏度要求比較高。在進行設置時，停車系統要有檢測模塊、邏輯單元以及執行模塊，為了保證工作的有效性，任何一部分都設置有備用的設備，一旦出現故障，備用單元就會發揮作用，不會影響工作的準確性。

3? ? 自動化控制運用的重要性

在化工生產的過程中，安全管理是重要工作，必須對化工生產的過程進行控制，其中，使用自動化的控制方法是最有效也是最符合現代化技術的方式。自動化控制系統將控制理論和控制技術進行科學的結合，從化工原料的使用再到產品的產出，全部過程實行智能控制，同時，還要對生產設備工作中的溫度、電壓、液壓等有關參數實行監測，才能保證生產的安全性。化工產品是下人們日常生活中常用的物品，產品質量直接關乎著人們的身體健康，許多化工產品在生產時需要用到比較危險的原料，所以產品也可能存在一定的危險性。因此，在生產過程中，必須嚴格地控制產品的質量，提高產品的安全性，對每一個環節的數據進行實時監控，降低危險因素存在的可能性。任何一個小的失誤都可能引發生產過程中產生安全事故，而自動化控制系統的應用能夠實現對每個工作狀態數據的準確監控，一旦發現任何異常都會實行對應的反應，以此來降低安全事故發生的概率。可以說，自動化控制系統的運用是當下提高化工生產安全的主要措施，也是有效的措施，應該深入研究，不斷地提高技術的運用，推動化工生產的穩定發展，提高化工產品的質量和安全[5]。

4? ? 新型自動化控制技術發展

4.1? 設備自動連鎖報警與檢測

在化工生產中，必須保障機械設備在高速工作時的安全性，所以對其溫度、濕度、壓力等各項參數的指標要求都比較高。而自動化控制技術能夠實現對這些參數進行數據的控制，一旦發生故障，參數值發生變化，設備就會進行連鎖報警，為工作人員提供維修參考，提高維修的及時性，減少故障的發生。自動化控制技術最主要的任務是對設備的工作狀態進行檢測，一旦發生設備故障，系統就能準確地判斷，從而提高化工設備的檢測治理和效率，保證生產的安全進行[6]。

4.2? 安全管理系統中的ESD應用實踐

緊急停車（Emergency Shutdown Device，ESD）系統能夠對生產工藝系統參數進行專門的監控，從而實現安全自動化的生產。工作原理就是針對工藝參數，與其工作狀態中的參數進行對比，一旦發現超過了正常的范圍，將對設備進行緊急的強制性停工，從而實現對生產管理的檢測和控制。所以，這種緊急停止的功效能夠保證設備的安全以及工作人員的人身安全。隨著科技水平的不斷提升，ESD系統的應用也更加地深入和完善，比如繼電器逐漸被可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）代替，提高了監測反應的速度，對故障問題的監測更加地深入。另外，相對于繼電器，PLC設備更加輕便和小巧，在維修和運行上，也降低了成本和難度。PLC還能實現編程控制，提高了工作的精確性和嚴謹性，還可以根據化工生產的各個不同狀態來修改程序。所以在這些優勢上，ESD系統的緊急控制效果也有了較大的提升，能夠大大地降低化工生產安全事故的發生頻率。

4.3? 自動化安全裝置的使用

隨著自動化技術的發展，化工生產也在不斷地利用自動化控制技術來完善生產過程，對生產環節、設備等各項內容實行自動的監測。同時，在自動化技術的深入研究中，對相關設備的設計和生產也在不斷地探究，推動了自動化安全裝置的研發和使用。該裝置既能夠實現對危險系數的探測，也能夠自動地對事故現場進行處理。比如一旦有火災發生，安全裝置中的溫度、煙霧等參數就會自動檢測出事故的狀態，通過自動化的反應控制，實現智能救火反應，對現場狀況進行緊急的救助，減輕事故帶來的傷害。

5? ? 結語

自動化控制技術在化工生產中發揮了重要的作用，有效地提高了安全性和穩定性，同時也影響了化工生產行業的整體發展水平，推動了我國化工行業的經濟發展。所以，我國必須對自動化技術進行引進和創新，努力跟上科學技術的步伐，不斷地優化自動化技術水平，深入研究、大力發展自動化技術，不斷提升化工生產的安全性和智能性，推動我國化工行業實現質的跨越，從而促進我國社會經濟的不斷發展。

[參考文獻]

[1]王曉光.化工安全生產過程自動化控制技術探索[J].自動化應用，2018（3）：158-159.

[2]沈春梅.檢測技術在自動化機械制造系統中的應用研究[J].電子世界，2017（7）：52-53.

[3]汪愛軍，白存壽.自動化控制在化工安全生產中的運用[J].石化技術，2018，25（3）：262.

[4]鄧建華.自動化控制在化工安全生產中的應用及優化[J].化工設計通訊，2018，（6）：171-172.

[5]李小榮，楊述龍，王? ?軍.自動化控制及安全聯鎖在化工安全生產中的應用[J].化工管理，2017（6）：66-67.

[6]牛永泉.自動化控制在化工安全生產中的應用及優化思考[J].環球市場，2017（21）：22-23.