自動(dòng)控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

王彩霞

摘 要：化工生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，化工企業(yè)應(yīng)以安全生產(chǎn)為第一目標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的控制，營(yíng)造安全生產(chǎn)環(huán)境。引進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可改善生產(chǎn)環(huán)境，助力化工安全生產(chǎn)目標(biāo)的達(dá)成，降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益，在發(fā)生安全事故及時(shí)反饋，有效防止事故擴(kuò)大化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、智能化。當(dāng)前，自動(dòng)控制技術(shù)不斷發(fā)展，借助于相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于化工生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)潛在故障因素，借助于緊急停車(chē)系統(tǒng)迅速中斷化工生產(chǎn)，減小事故發(fā)生范圍，調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，降低事故發(fā)生率，在事故發(fā)生時(shí)，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)裝置發(fā)出警報(bào)，同時(shí)進(jìn)行設(shè)備故障診斷，迅速恢復(fù)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng);化工安全生產(chǎn);應(yīng)用

化工生產(chǎn)具有生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)工藝要求高的特點(diǎn)，在施工技術(shù)管控上有著嚴(yán)格的要求，當(dāng)受到操作人員主觀因素的影響，由于操作不嚴(yán)謹(jǐn)、操作失誤等原因，容易出現(xiàn)生產(chǎn)事故。再加上，化工生產(chǎn)過(guò)程中涉及高溫高壓設(shè)備、低溫深冷施工工藝、有毒或腐蝕性物質(zhì)等要素，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，一旦發(fā)生生產(chǎn)事故，將威脅到員工的生命安全，生產(chǎn)活動(dòng)中止，造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失[1]。在化工生產(chǎn)中，引進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠提升生產(chǎn)過(guò)程的可控性，降低由于人工操作失誤、生產(chǎn)設(shè)備故障引發(fā)事故的風(fēng)險(xiǎn)，助力化工安全生產(chǎn)目標(biāo)的達(dá)成，同時(shí)提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)效益，一舉數(shù)得。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值分析

1.1 改善生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)

化工生產(chǎn)過(guò)程中，常涉及高溫、高壓、低溫等工藝條件，以及多種易燃、易爆、有毒、腐蝕性物質(zhì)，在傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式下，員工暴露于危險(xiǎn)的生產(chǎn)環(huán)境中，需要接觸有毒、腐蝕性物質(zhì)，即使做好了防護(hù)措施，危險(xiǎn)系數(shù)還是比較高的，長(zhǎng)期在這種環(huán)境下作業(yè)，身體健康將不可避免地遭受到威脅。自動(dòng)控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，以機(jī)械自動(dòng)化控制取替了人工作業(yè)，操作人員只需在安全的監(jiān)控室中，利用計(jì)算機(jī)操控機(jī)械設(shè)備即可，將員工與危險(xiǎn)的化工生產(chǎn)環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，明顯改善了生產(chǎn)環(huán)境。而且，借助于自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)要素的實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警，一旦發(fā)生事故，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，讓操作人員及時(shí)撤離事故發(fā)生地，有效地保障了操作人員的人身安全。

1.2 降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益是化工企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理的核心目標(biāo)，而應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠有效降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，人工成本不斷上漲，基于成本考慮，化工生產(chǎn)自動(dòng)化是化工企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[2]。自動(dòng)化生產(chǎn)取替人工作業(yè)，除了生產(chǎn)成本降低的優(yōu)勢(shì)外，還有著生產(chǎn)工藝控制水平提升的益處。機(jī)械自動(dòng)化控制精確度高，能夠規(guī)避人工操作失誤的情況，有效提升作業(yè)安全性，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，同時(shí)借助于對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的精確控制，能夠降低能源消耗，減少污染物排放，達(dá)成節(jié)能減排的生產(chǎn)目標(biāo)，全面優(yōu)化化工生產(chǎn)效益。

1.3 安全事故及時(shí)反饋，有效防止事故擴(kuò)大化

當(dāng)前，機(jī)械設(shè)備中多配置了自動(dòng)化儀表，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)被儀表全面監(jiān)測(cè)，并傳輸至自動(dòng)化控制中樞系統(tǒng)，如若某些電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)超出正常范圍，異常數(shù)據(jù)會(huì)迅速傳遞至數(shù)據(jù)分析處理中心，發(fā)出警報(bào)，同時(shí)獲取故障部位，查明故障原因，讓管理部門(mén)能夠在短時(shí)間內(nèi)派遣技術(shù)人員前往現(xiàn)場(chǎng)維修。這樣的作業(yè)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)先維修，降低設(shè)備故障率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的視頻化、參數(shù)化監(jiān)控，如有異常，及時(shí)通知操作人員撤離，展開(kāi)維修，減少聲從事故造成的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。

1.4 智能化化工安全生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)

在化工生產(chǎn)中，會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)技術(shù)問(wèn)題，能否有效解決這些問(wèn)題，與企業(yè)技術(shù)人員綜合素質(zhì)相關(guān)，而且人工處理技術(shù)問(wèn)題速度相對(duì)較慢，容易影響到生產(chǎn)進(jìn)程。隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)的引進(jìn)，以及人工智能技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用，可借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)來(lái)分析并解決問(wèn)題，自動(dòng)控制機(jī)械設(shè)備，全面提升工藝技術(shù)管理水平，確保化工生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性。

2 自動(dòng)控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

2.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)

在自動(dòng)化控制化工生產(chǎn)體系中，借助于自動(dòng)化儀表，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)車(chē)間的溫度、濕度、氣壓、有害物質(zhì)濃度等指標(biāo)，監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的電壓、電流等運(yùn)行參數(shù)值，而自動(dòng)控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)挖掘、分析的能力，能夠通過(guò)比對(duì)化工生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與參考值，發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患或故障，及時(shí)檢修，避免故障的發(fā)生，確保化工生產(chǎn)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。而且，在化工生產(chǎn)車(chē)間布設(shè)細(xì)密的視頻監(jiān)控網(wǎng)，借助于攝像頭能夠監(jiān)測(cè)化工生產(chǎn)過(guò)程，在生產(chǎn)事故發(fā)生的第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，進(jìn)行人員撤離與救援工作[3]。

2.2 設(shè)備故障診斷

化工生產(chǎn)涉及高溫高壓、低溫深冷施工條件，原材料具有一定腐蝕性，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的損傷較大，設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)高。如若化工生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障，將影響到產(chǎn)品質(zhì)量，造成生產(chǎn)事故，導(dǎo)致生產(chǎn)活動(dòng)中止。由于化工生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)條件相較危險(xiǎn)，設(shè)備故障檢修工作存在一定風(fēng)險(xiǎn)性，工作效率相對(duì)較低，故障無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)排除，對(duì)于化工企業(yè)而言是一個(gè)不小的損失。自動(dòng)控制系統(tǒng)具有設(shè)備故障自動(dòng)化診斷的功能，能夠通過(guò)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與參考值的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)要素，提前更換故障零部件，降低故障發(fā)生率，在故障發(fā)生后，迅速定位故障區(qū)域，基于檢修工作經(jīng)驗(yàn)查明故障原因，縮短故障檢修時(shí)間，盡快恢復(fù)正常生產(chǎn)。

2.3 緊急停車(chē)系統(tǒng)

在對(duì)化工生產(chǎn)進(jìn)行過(guò)程監(jiān)測(cè)時(shí)，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)法人為控制的緊急危險(xiǎn)，如若放任事故發(fā)生，將造成不可挽回的損失。緊急停車(chē)系統(tǒng)（ESD）的作用發(fā)揮，正是在這一局面下，一旦發(fā)生緊急情況，緊急停車(chē)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷所有生產(chǎn)設(shè)備的電源，中止生產(chǎn)過(guò)程，防止事故的發(fā)生，或者將事故影響控制在可接受范圍內(nèi)，減少經(jīng)濟(jì)損失[4]。

2.4 安全自動(dòng)化裝置

在傳統(tǒng)的人工操作模式下，操作人員通常依靠自身工作經(jīng)驗(yàn)，來(lái)判斷生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)性，可控性太低，無(wú)法有效保障化工安全生產(chǎn)。在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中，安裝安全自動(dòng)化裝置，能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，基于預(yù)設(shè)程序作出有效應(yīng)對(duì)，消除安全隱患，比如說(shuō)監(jiān)測(cè)到空氣中有害氣體超標(biāo)，可以啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，降低有害氣體濃度。此外，在事故發(fā)生時(shí)，安全自動(dòng)化裝置能夠即刻發(fā)出警報(bào)，并開(kāi)啟自動(dòng)化救援系統(tǒng)，比如說(shuō)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，開(kāi)啟滅火模式，大大提升事故處理效率。

2.5 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)裝置

化工生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，高溫高壓設(shè)備、易燃易爆炸物質(zhì)隨時(shí)有引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故的風(fēng)險(xiǎn)，如若依靠人工進(jìn)行控制，耗費(fèi)人力，且人工監(jiān)控會(huì)受到人類(lèi)身體因素限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)24h高度集中監(jiān)控，容易出現(xiàn)疏忽。借助于自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠是相對(duì)于化工生產(chǎn)操作的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)不當(dāng)操作或安全問(wèn)題，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)裝置接收到信息，會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員撤離事故現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)救援部門(mén)能夠通過(guò)監(jiān)控明確事故發(fā)生位置與原因，迅速有效地進(jìn)行援救，及時(shí)解決故障，縮短生產(chǎn)活動(dòng)中止時(shí)間。

3 結(jié)語(yǔ)

二十一世紀(jì)是信息化時(shí)代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?nèi)诤蠎?yīng)用率計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、變頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)集散控制技術(shù)、PLC控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等現(xiàn)代化科技，創(chuàng)造出了自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效地解決了人工生產(chǎn)中的多種問(wèn)題[5]。安全生產(chǎn)是化工企業(yè)的責(zé)任與義務(wù)，是化工生產(chǎn)的第一要義，但是由于生產(chǎn)項(xiàng)目復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)過(guò)程控制水平不高，將自動(dòng)控制系統(tǒng)引入化工生產(chǎn)中，能夠生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械設(shè)備及生產(chǎn)工藝的精確控制，降低操作失誤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，預(yù)先檢修，切實(shí)降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生率，保障了化工生產(chǎn)的安全性。在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，引進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，是化工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵性策略，也是保障化工安全生產(chǎn)的必要策略。

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