自動控制系統在化工安全生產中的應用

楊一鳴 郭天元

摘要：在國家以及各行各業高度關注安全生產的情況下，自動控制技術已逐漸在化工生產中占據了核心地位，需要充分理解自動化技術帶來便利的同時，也需要緊跟信息化的時代潮流，隨著科學技術的不斷發展，在更深層次上實現創新和技術升級，從根本上提高安全意識，最終達到提升企業經濟效益的目標。

關鍵詞：自動控制系統;化工安全;生產應用

1、化工行業自動化生產目的

1.1改善生產的工作環境

傳統的操作方式，操作人員極易受到危險的工作環境的影響，雖然在生產過程中配備一些防護工具，然而風險以及安全隱患依舊存在且不容忽視。自動控制系統在化工安全生產中的應用，可有效減少人工操作，同時也方便相關工作人員進行24小時監控生產區域。一旦工作區域發現了危險情況，一體化聲光警報器將會啟動，提醒相關操作人員及時撤離危險區域。

1.2降低生產成本

經濟收益是所有企業十分關注的核心關鍵問題，在當前勞動力成本持續上漲的形勢下，將傳統的人工操作逐步的轉換成自動化生產，是未來化工行業發展中的重要趨勢。在化工行業生產實踐過程中，普遍應用自動控制系統，目的在于顯著提高生產的準確性，降低出錯的概率，特別是在某些危險環境中。通過自動控制系統，生產質量和速度將明顯提高，生產過程中的能耗將降低，生產效率將會提高，節能和環保的理念將得到實現，成本將顯著降低。

1.3降低安全事故的危害程度

在化工行業生產過程中應用自動控制系統，可以在很大程度上顯著提升生產過程中的安全性，如果某些重要的工藝參數超標，報警、聯鎖將會更加及時，制止事故擴散的效果將會更加顯著。

1.4實現生產智能化發展

智能技術廣泛應用于各個領域。它不僅指傳統產業的改革創新，也是企業實現經濟效益的有效手段。化工行業的安全生產也是如此，在科學技術飛躍式發展的今天，我國的化工企業自然將面臨許多挑戰和機遇。

2、自動控制系統在化工安全生產中的使用策略

化工生產的特點通常是易燃性、爆炸性、毒性、高溫和高壓等典型特征，所以化工行業很明顯是一個高風險的行業。隨著生產裝置和生產能力的大型化，事故對社會許多方面造成的嚴重后果越來越令人擔憂。因此，自動控制系統作為化工行業降低風險和保障安全的有效方法得到越來越多的重視并廣泛應用。目前，化工行業應用較為普遍的自動控制系統通常是基本過程控制系統、安全儀表系統和其他輔助系統。

2.1基本過程控制系統

基本過程控制系統，指對過程測量和相關設備、其他儀表、控制系統或操作人員輸入信號的響應，根據工藝控制規律、算法和方法，提供用于實施過程控制和相關設備運行的輸出信號的系統。基本過程控制系統完成生產裝置的過程控制，通常采用集散控制系統（DCS系統）或可編程序控制器系統（PLC系統），其設計遵循“技術先進、經濟合理、運行可靠、操作方便”的原則，在提高企業自動化水平的前提下，充分考慮工藝流程的特性，采用控制室集中監控操作為主、部分現場儀表為輔的運行管理模式。基本過程控制系統需要具備安全生產監視功能，對溫度超限、壓力超限、液位超限等工藝參數實現監控、報警及調節等相關功能;并具備安全管理功能，用于實現裝置遠程開停及聯鎖等相關功能。

2.2安全儀表系統

安全儀表系統（safety instrumented system），指實現一個或多個安全儀表功能的儀表系統，簡稱SIS系統。SIS系統獨立于基本過程控制系統設置，且作為靜態系統在正常工況下只監視生產裝置運行狀態，只有工藝參數超出上限值，可能會發生事故，威脅人身安全、對工廠造成破壞或污染環境時，SIS系統自動地按照預先設定的安全功能規范進行保護，以防止危險事故的發生或者減輕其后果。

2.3其他輔助系統

其他輔助系統包括可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統（GDS系統）、壓縮機控制系統（CCS系統）、透平壓縮機綜合控制系統（ITCC系統）等，用來輔助完成生產過程的控制、報警及聯鎖。以可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統（GDS系統）為例淺談其使用策略。化工生產通常伴隨著易燃、易爆、有毒氣體泄漏的風險，為了確保裝置安全生產和人身安全，按照《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》（GB/T50493—2019）設置可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統（GDS系統）。

GDS系統采用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產品，由獨立的機柜、控制器、I/O卡件、操作站及保證系統完整性的所有相關部件（電源、繼電器等）組成。現場可燃氣體及有毒氣體探測器輸出的4～20mA（三線制）信號傳送到GDS系統的模擬輸入卡，實現氣體濃度的顯示、報警及信息的記錄和儲存。GDS系統具備輸出開關量功能，可為所需聯動保護設備提供信號接點，可燃氣體二級報警信號、可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統報警控制單元的故障信號送至消防控制室進行圖形顯示和報警。

3、結束語

綜上所述，自動控制系統對我國的化工生產具有重要作用。尤其隨著科學和技術的飛躍式發展，自動控制系統無論是在研發層面還是應用層面均愈發廣泛，因此，在化工行業的生產安全框架內，需要持續性地探索自動控制系統，推動其發揮更大的作用，這對于該行業人員來說是需要不斷關注的問題。

參考文獻：

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[2]郭明偉.自動控制系統在化工安全生產中的應用[J].化工管理，2020（32）：125-126.

[3]姜虹.自動控制系統在化工安全生產中的應用研究[J].當代化工研究，2020（21）：46-47.

作者簡介：1.楊一鳴（1998.12-），男，漢族，河南鞏義人，本科，河南工學院電氣工程與自動化學院學生。研究方向：自動化

2.郭天元（1997.01-），男，漢族，河南商丘人，本科，河南工學院電氣工程與自動化學院學生。研究方向：自動化