自動化控制在化工安全生產中的應用及優化

劉利岳(廣東省安全生產技術中心有限公司，廣東 廣州 510050)

0 引言

化工產業在我國經濟體系結構中占據著重要的地位，其安全生產過程是確保社會經濟可持續發展的重要保障。在化工產業的生產與發展過程中，因自身的特點，對環境以及生產人員均存在著很大威脅，安全隱患更是無處不在，極大影響生活與生產過程。

1 自動化控制技術在化工安全生產過程中的重要意義

化工產業其所對應的產品與原材料，均存在易燃易爆且有毒有害的特點，在生產過程中，原料與產品也會對實際的生產容器造成很大的腐蝕作用。因此，如何實現安全生產，已經成為整個化工產業所面臨的首要難題。在化工生產過程中，也存在很多的不可控因素，尤其是生產人員問題，其自身的工作經驗及認真態度，往往也決定著生產過程是否安全可靠。在這種背景下，眾多化工企業開始從生產過程入手，尋找更有效手段去排除人為因素對安全生產的影響。在提高生產效率的同時，大幅度降低安全事故的發生幾率，并及時發現生產過程中所存在的故障及安全隱患。

化工生產過程使用自動化控制技術，是整個行業的一次全新變革，對安全生產過程的保障力度，更是超出了以往所有的控制手段與制度。自動化控制技術不僅有效減少人為因素在生產過程中的影響，還能對實際的生產過程實施全面的監督與檢測，及時發現過程中可能存在的故障，并利用自身的控制手段實施糾正，進而全面提升了整個生產流程的安全性。另外，自動化控制技術也可為生產企業提供足夠有效的事故補救方案，實施過程更科學高效，進一步降低了生產過程的風險。

2 自動化控制在化工安全生產過程中應用

2.1 自動化控制技術可對安全儀表系統實施整合利用

化工產品在生產過程中，對生產設備的溫度、濕度、壓力與壓強等參數要求極為嚴格。其產品與原材料自身更是存在著易燃易爆與高腐蝕性的特點，因此，在生產操作與監控過程中，不能出現任何差錯。如今，很多化工企業利用安全儀表系統(Safety Instrumented Systems,SIS)對生產過程實施監控，可快速發現生產環節中所存在的設備故障以及安全隱患等問題。SIS可以對安全風險及時反饋，提示相關工作人員進行必要的調整與防護處理，主要具備如下六點功能：

(1)SIS可對生產過程中，各類設備的實際運行參數與狀態進行實時監控，并可根據參數的變化及時發現各類安全運行問題；

(2)SIS可確保在某些設備與生產環節出現問題時，及時有效報告具體的故障發生位置，便于維護人員及時進行處理；

(3)當生產過程出現安全故障時，安全儀表系統還可以自動解除生產動作，自動關閉風險位置，提高整體的安全性；

(4)化工生產過程所出現的故障，在其徹底消除前，安全儀表系統(SIS)不允許任何新的調節指令生效，可以大幅度提升對安全事故范圍的控制；

(5)SIS可以大幅度提升人員操作的規范性，一旦工作人員在操作過程中存在錯誤，那么這一系統就會根據其內部已經設置好的動作程序進行邏輯處理；

(6)SIS可對已經存在的安全隱患進行及時有效地處理，降低事故發生的可能性，從根本上提升化工安全生產整體安全性。

2.2 自動化控制技術實現生產過程監控與故障診斷

化工生產過程中，其自身的流程環節較為復雜，不適合采用模型的方式實施安全監管，但其各個環節也有著自身嚴格的規范，因此，可以基于生產過程中所能利用的各類專業知識，對過程實施有效的檢測。自動化控制系統可以將各個環節的相關數據進行有效處理與分析，并將其發送至相關數據庫，同時也會激發系統中所存在的診斷程序。診斷程序激活后，會對已經存在的數據以及分析結果做深層次的加工與整理，借助診斷程序內部的數據分析邏輯，對可能存在的故障以及潛在的風險進行高精準度預測，并為相關人員提供較為可靠的解決方案。

設備自身的磨損與腐蝕也是影響安全生產的一個重要因素，同時，操作人員的某些不當行為，也會對相關設備造成一定的破壞，加劇了設備的老化，這些異常因素，都會提升安全事故的發生幾率。因此，企業在實施安全生產的過程中，需要強化對運行設備的監控，充分利用自動化控制技術的優勢，及時獲取到設備運行的各項參數，診斷其可能存在的問題。設備診斷系統是指其利用自動化控制技術可以在最短時間內，發現設備運行過程中所存在的各項問題以及解決這些問題的可運行方案。

2.3 自動化控制技術在緊急停車系統中的應用

自動化控制技術所數顯的過程檢測，可以對生產過程中各項設備的運營實施有效監管，確保生產過程中各項參數的穩定與可靠，而緊急停車系統就在過程檢測的同時，一旦發現相關數據指標超出設備安全運行范圍，將會自動取代過程監測系統，并將生產過程關停，消除生產設備異常運行。早期的緊急停車系統主要依靠繼電器以及各類硬件線路來實現，這種硬性的控制單元自身很容易出現問題，進而導致在設備運行發生異常時，無法做到及時有效的停車控制。并且，這種原始的停車技術也無法對設備故障的根源進行更有效檢測，停車后系統需要很長時間才能恢復正常運轉。

近些年，隨著我國產業結構調整與發展觀念的轉變，人們對化工安全生產的安全控制系統要求越來越高。在這種背景之下，穩定性差且效率不高的傳統繼電器停車系統愈發無法滿足實際生產的需求，以自動化控制為核心的PLC技術開始大規模出現。這種全新的控制設備體積很小，使用過程極為靈活，自身可靠性很高，并易于編程，因此受到眾多行業人員青睞。另外，PLC技術不僅實現了高可靠性自動停車設置，還可以為安全維護過程提供足夠的診斷技術參考，便于維護人員及時找到故障所在位置與具體的原因。早期的PLC技術仍顯不夠完善，主要是其在控制精度層面沒有達到很高的水準，因此常被用于風險性相對較低的化工產業當中。隨著自動化控制技術與PLC相關技術的不斷發展，其自身的抗干擾能力以及控制精度與穩定性方面得到了很大的改善，已經可以很高的滿足各類化工產業的實際安全生產需求。

3 化工安全生產過程自動化控制技術的優化方案

近些年，國民對于安全生產的意識也達到了一個全新的標準，對各個領域的風險意識也愈發明顯。社會經濟體系又離不開化工行業的支持，對其生產技術以及安全保障技術的研究就成為相關從業人員所關注的熱點。自動化控制技術以及其他先進科學技術的誕生與應用，也是在這一社會潮流下迅速興起，并總體呈現持續優化的態勢。自動化控制技術的優化，不僅有力保障化工產業生產過程的安全，也為我國現代經濟發展過程中，實現產業結構調整，提升可持續潛力方面提供了更多的實現基礎。

3.1 化工設備裝置的自動連鎖報警系統

化工產業的每一個生產環節都有著自身嚴格的標準，設備運行所處的溫度、濕度、壓強等參數也有這極為嚴苛的規定，而這些控制參數在實際設備的運行過程中，很容易因外界因素的干擾而產生波動，進而對設備自身造成一定的損壞，并同時帶來極為嚴重的安全隱患，如果不能及時發現并處理，很容易產生連鎖型災難，例如設備爆炸或起火，企業的安全生產秩序被嚴重破壞，其經濟效益也受到了極大的影響，甚至會出現重大人員傷亡事故。另外，化工設備在運行過程中，一些突發的狀況也會對安全生產過程帶來很大的危害，例如停水、停電等，這種來自外界的破壞性因素，需要每一個化工企業提高重視程度。為了有效處理這類外界因素，企業需要為生產設備與過程配備自動連鎖報警系統，一旦發現設備運行所處環境發生大幅度改變，及時告警，并將告警信息發送至相關維護人員，大幅度提升工作人員對這些外界異常因素的處理效率。

3.2 安全裝置的自動化

化工生產環節中，如果是人工實施材料與其他裝置的操作，則很容易出現各類細微的誤差，而這些偏差是在人工操作模式下無法避免且改善的。同時，操作人員自身更是無法真正看到此類現象，當這些偏差逐漸累積，會對環節過程中的實際設備造成很大的影響，化工產品生產過程中的各類化學反應也很可能出現失控，進而出現生產事故，危害設備與人員的安全。為了有效解決這種人為因素對安全生產過程的影響，實現其實際環節中安全裝置的自動化是一種極為有效的技術方案。安全裝置實現自動化操作后，不僅可讓各個工作環節的誤差被大幅度減少，也可針對各種異常現象及時告警，便于操作人員做好相關的處理與預防工作。

3.3 檢測設備的安全性優化

化工生產過程的風險與事故從本質上講是無法避免的，而這些風險與事故更是與設備自身的穩定性及安全性有著直接的關聯，因此，在實際的生產過程中，相關企業需要不斷強化對設備的安全性進行檢測。同時，這也是每一位化工企業實現安全生產的重要前提。相關企業需要不斷加大技術開發力度，充分利用自動化控制手段，對檢測系統及設備進行整合優化，提高其工作性能與反應速度，提高其對各類設備的檢測效率，及時發現各類問題，整合問題所發生的特點，并從根源上實現高效處理，為安全生產提供最為基礎的保障。

4 結語

綜上所述，在現代經濟結構體系中，化工產業的危險性時刻影響著整個社會發展的秩序，也為人們的生產生活過程帶來很大影響。全面利用自動化控制技術，優化每一個生產環節，減少各類外界因素及設備與人為因素對整個過程的影響，對提升我國化工產業整體效能、提高企業綜合競爭力有著極為重要的作用。