關(guān)于化工生產(chǎn)中自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的探析

王 鵬

(呼倫貝爾金新化工有限公司,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021001)

化工自動(dòng)化控制是一種現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù),以化工過程為控制對(duì)象,幫助監(jiān)控化工生產(chǎn)過程,啟用設(shè)置好的管理程序,搭配控制算法和控制方案,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理,加快工業(yè)化發(fā)展。自動(dòng)化控制無需人工參與,直接使被控對(duì)象或過程按照預(yù)定程序自動(dòng)運(yùn)行,從而對(duì)化工過程中的溫度、壓力、流量、液位等模擬量進(jìn)行控制。自動(dòng)化技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等方面,是一種現(xiàn)代化的管理技術(shù),也是化工企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 化工生產(chǎn)自動(dòng)化的重要性

1.1 提高生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)主要是操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作,為了保證生產(chǎn)的精確度,會(huì)花費(fèi)操作人員大量的精力,再加上人工操作容易出現(xiàn)失誤,會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行,使得化工生產(chǎn)的整體效率受到限制。而化工生產(chǎn)自動(dòng)化運(yùn)用自動(dòng)化裝置,在很大程度上替代了人工操作,不僅能防止失誤情況的發(fā)生,同時(shí)能夠減少設(shè)備不必要損耗,讓化工生產(chǎn)能保持在最佳的狀態(tài),從而最大程度提高生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量,減少成本支出,達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。呼倫貝爾金新化工有限公司(以下簡稱金新化工)在2022上半年開展了提高自動(dòng)化率的專項(xiàng)課題,通過單回路整定PID、復(fù)雜控制回路探求、順序控制回路投用等手段,使各個(gè)裝置自動(dòng)化率有了顯著提高,整定前后對(duì)比數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 金新化工自動(dòng)化率提升前后數(shù)據(jù)對(duì)比

1.2 確保安全生產(chǎn)

化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、易中毒、高溫、高壓、易腐蝕等特點(diǎn),生產(chǎn)過程中存在極大的安全隱患,不僅會(huì)危害操作人員的身體健康,還容易引發(fā)安全事故,因而對(duì)自動(dòng)化控制生產(chǎn)過程的要求特別迫切。而通過自動(dòng)化生產(chǎn),避免了操作人員在高危環(huán)境下工作,借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)過程的監(jiān)控,在保障操作人員人身安全的同時(shí),確保了化工生產(chǎn)的安全。金新化工在安全層面采用了霍尼韋爾SIS系統(tǒng),可以達(dá)到SIL3安全等級(jí),配置見表1。

表1 SIS系統(tǒng)配置統(tǒng)計(jì)

1.3 延長設(shè)備壽命

在化工生產(chǎn)期間,操作人員一旦操作不當(dāng),就會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞,容易影響化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行,同時(shí)增加設(shè)備的維修成本,浪費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力,還會(huì)使得相關(guān)設(shè)備的使用壽命縮短?；どa(chǎn)自動(dòng)化控制,讓設(shè)備能夠最優(yōu)化運(yùn)作,最大程度減少故障問題的發(fā)生,在一定程度上減少不必要的成本支出,同時(shí)延長設(shè)備的使用年限。

2 化工生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 安全裝置

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步,化工生產(chǎn)過程中安全裝置的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。由于化工壓力容器和物料的高度危險(xiǎn)性,為防止或減少事故發(fā)生,在化工裝置設(shè)計(jì)建設(shè)中安裝了許多安全裝置?；どa(chǎn)的安全裝置包括旁通閥、緊急切斷閥、安全閥以及防爆膜等,在發(fā)現(xiàn)存在安全隱患時(shí),這些安全裝置會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)措施,最大程度降低企業(yè)的損失,同時(shí)保證操作人員的生命安全。

2.2 設(shè)備監(jiān)測

運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),能夠?qū)どa(chǎn)期間的設(shè)備情況進(jìn)行有效監(jiān)測,實(shí)時(shí)觀察其工作狀況與相關(guān)參數(shù),判斷其是否發(fā)生故障,并制定科學(xué)的維修方案,定期對(duì)設(shè)備安全進(jìn)行評(píng)估,將可能存在的隱患及時(shí)處理。通過設(shè)備監(jiān)測,不僅有助于提升化工生產(chǎn)效率,還能夠保障化工企業(yè)的安全生產(chǎn)效益,具有十分重要的意義。

2.3 報(bào)警裝置

目前,在化工自動(dòng)化生產(chǎn)過程中,由于裝置參數(shù)異常,容易發(fā)生各種安全事故,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡,因此需要對(duì)溫度、壓力、流量等重要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測報(bào)警。金新化工采用霍尼韋爾先進(jìn)的PKS控制系統(tǒng),對(duì)各個(gè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)裝置重要參數(shù)的報(bào)警與聯(lián)鎖,一旦因?yàn)闇囟?、壓力、流量等參?shù)變化而出現(xiàn)危險(xiǎn),能通過相應(yīng)的報(bào)警快速提示主操人員,在到達(dá)設(shè)定的聯(lián)鎖值后自動(dòng)聯(lián)鎖動(dòng)作,讓設(shè)備第一時(shí)間到達(dá)安全狀態(tài)。生產(chǎn)人員能夠第一時(shí)間做出應(yīng)對(duì)措施,盡快實(shí)施補(bǔ)救,防止危險(xiǎn)的擴(kuò)大,保證生產(chǎn)的安全。

2.4 先進(jìn)的生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)

目前,金新化工通過PHD服務(wù)器采集將現(xiàn)場裝置重要參數(shù)引入生產(chǎn)信息管理系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)了以下功能。

2.4.1報(bào)警優(yōu)化與預(yù)防

通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,并通過分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng),列出各個(gè)裝置報(bào)警次數(shù)前三名的位號(hào),有效地為工藝技術(shù)人員提供了數(shù)據(jù)支持,并通過報(bào)警次數(shù)與時(shí)長分析報(bào)警原因,從而達(dá)到優(yōu)化報(bào)警、穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。各裝置報(bào)警時(shí)長前三名見圖2。

圖2 各裝置報(bào)警時(shí)長前三名(2022-06-22)

2.4.2設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)狀態(tài)分析

通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、分析運(yùn)行周期(見圖3),設(shè)備維護(hù)人員清晰地了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),提示設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)保養(yǎng)設(shè)備,預(yù)防性檢修延長了設(shè)備運(yùn)行周期。

圖3 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析

2.4.3數(shù)據(jù)共享

通過數(shù)據(jù)共享,實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)隨時(shí)查看各裝置運(yùn)行天數(shù)、產(chǎn)量等重要數(shù)據(jù),為管理者與生產(chǎn)技術(shù)人員提供了高效的數(shù)據(jù)支持。各裝置2022年產(chǎn)量數(shù)據(jù)見圖4。

圖4 各裝置2022年產(chǎn)量數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

在金新化工生產(chǎn)過程中,不僅要保證生產(chǎn)的效率,還應(yīng)做好安全方面的管理,而運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了化工生產(chǎn)的自動(dòng)化與信息化,同時(shí)防止安全事故的發(fā)生,確?；どa(chǎn)的安全,從而推動(dòng)企業(yè)的良性發(fā)展。