自动化控制在化工安全生产中应用

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［摘要］为了更好地保证化学品的安全生产制造，探究了将自动化控制运用于化工安全生产中的具体作用，并介绍了化工安全生产中对于自动化控制技术的主要应用要点，通过提升自动化控制技术的运用水平，降低了安全风险，提升了化工生产效率。

［关键词］化工企业；自动化控制；化工安全生产；应用

0引言

化工企业生产制造的产品大部分都具有非常强的腐蚀性，而且易燃、易爆炸。同时，在生产过程中所使用的机械设备、工艺技术也较为复杂繁琐，生产条件十分苛刻，导致人工操作难度非常高，安全性也不能得到充分的保障。因此，在目前化工公司生产作业中，应当有效提升自动化控制水平，更好地避免生产过程中发生安全问题，提高化工公司经济效益和社会效益。

1仪表监控

在化工生产作业期间，仪表监控属于十分重要的一个环节，能够对各道生产流程的状况实施实时观察、监测，具有防范故障发生功能。目前，国内化工行业在生产过程中所运用的传统仪表监控设施，逐渐被先进的新型设备（分布式控制系统、可编程逻辑控制器（PLC）等）所取代。南京经济开发区某一仓储公司已有20a历史，是一家专业的石油化工仓储公司，在其一、二、三期油库中分别安装了1个中央控制室和装车业务室。为了提高公司本质安全化水平，其后又在中央控制室中增加了储罐自动监控管理系统，该系统能够利用工业控制计算机对整个油库进行集中化监控与控制。同时，这3期油库的中央控制室内都使用了PLC控制系统。为了使控制系统的日常通讯更加便利，在生产现场所运用的变送器和气体仪表装置都选择为智能型。而在装车业务室中安装了自动化装车系统，并通过批控仪实行控制。对于装车系统的成品油、化工品以及码头装船管线中的流量计则选取高精确度的贸易级质量流量计。该公司所使用的各种先进监控设备对于公司实现安全、自动化生产起到了关键性作用。随着科技水平的持续提升，PLC在各类数据中的处理能力也在逐渐加强，这就导致分布式控制系统（DCS）所具有的每项功能更为健全，从而为化工企业的安全生产作业奠定良好的基础。在当前化工生产过程中所运用的现场总线系统，主要是基于上述2种方式相互融合的一种新型系统。该系统主要具有以下特点：①系统结构分散性较强，应用于数字智能设备之中，凭借单个仪表就能够提升通信效率，从而为保障化工生产作业的安全性带来较大助益；②该系统具有良好的开放性，操作性能伴随开发性的增大而提升；③对总线协议加以明确，能够确定有关的工艺技术和设备。

2过程监控和故障诊断系统

在传统化工生产模式下，普遍是采取模型检测的措施来实现对整体生产流程的管控。但是由于此模式在具体使用期间复杂性较强，而且在监控时会存在比较多的影响要素，就会导致检测效率较低。而随着过程监控方式的诞生，这一问题便得到了很好地解决。这是因为在现有基础上，先创建专业数据库，然后把生产过程中形成的数据信息全都导入至数据库内，通过诊断模块对数据加以分层处理，并对最后得到的处理结果进行有效分析，掌握各流程生产工艺的实际运作状况，从而确保每一环节操作的安全性与合理性［1］。故障诊断系统是凭借自动化控制技术的运用，来对生产设备运作期间所发生的各种故障问题进行及时地检查与判定，同时能够自动地制定出相应的控制与优化策略，以此有效降低故障发生几率，保障设备的长期、稳定、安全运行。过程监控与故障诊断系统的运用，极大地降低了化工生产设备的维修保养时间，提升了化工生产作业活动的安全水平。在生产设备运作期间，比较容易因为疲劳使用、腐蚀、老化等问题而产生故障，这不仅会影响到设备的正常运作，甚至还会引起严重的生命安全事故以及经济财产损失。而凭借故障诊断系统，便可以对故障出现时间、影响波及范围、主要原因加以详细分析与判断，进而能够有针对地制定相应的解决策略，将故障问题与潜在隐患及时处理。

3紧急停车系统

紧急停车系统是一种对关键工艺设置参数加以监督与调控的模式。当机械设备运作时，如果运行参数和预先设置的标准参数间具有明显差异，那么紧急停车系统就会对设备运作状况加以控制，并通过采取紧急停车的方法，来保障现场作业人员的安全，提高生产活动的整体安全性［2］。最初的紧急停车系统使用继电器与硬接线作为控制单元，经常会发生“节点黏住”故障，可靠性较差，安全系数无法得到有效保障，并且在事故发生以后无法准确排查引发故障的具体原因，导致系统需要经过较长时间才能恢复运行。伴随科技实力的持续提高，在化工生产作业中，开始对紧急停车控制系统提出了更加严格的要求，传统的继电器控制模式已不能满足当前生产作业的要求，应当对其进行持续创新和改进。而PLC便是在此背景下研发诞生的。PLC具备体积小、灵活度高、调整方便等优点，并且通过运用此系统还能够对机械设备进行自动化诊断与管理，及时发现故障所处区域并进行控制，使得化工生产中的危险性大大减小。但若是普通的PLC，只能运用在小型化工企业的生产流程中，对于规模较大的化工企业而言，在管控效果上尚且无法满足其实际需求。因此，应当对其功能进行进一步改进，改良其结构体系，提高抗干扰能力。根据PLC的紧急停车系统在出现危险事故时能够立即切换成预先设置好的安全操控模式判断，如果其自身也发生了故障，那么便能够立即进入至故障安全保护模式。依旧以南京经济开发区的某个大型石化仓储公司为案例进行分析。该公司的危险化学品属于重大危险源，为了确保日常安全监控以及紧急停车系统能够正常进行，公司配置了温度、压力、液位、流量、组分等多种信息采集与监控装置，同时还安装了可燃气体泄漏检测警告设备；对于一、二级重大危险源装设了紧急停车功能，在控制系统内设置有关异常参数，如果现场实际状况相较于系统中预先设置的参数存在差异，那么就会立刻启用紧急停车功能，从而快速、有效地维护工艺生产作业的安全开展。系统还能够对异常状况进行全面记录，记录下来的信息数据可以存档至少1个月，以便后续调取查询，作为技术参数为公司生产作业的安全开展提供基础参考。目前，PLC已被广泛地运用于化工生产行业之中，能够为化工安全生产作业提供强有力的保障，并在降低重大安全事故的发生概率上发挥出关键性作用［3］。

4计算机综合控制系统

计算机综合控制系统又被称作集成控制系统。在此项技术广泛运用于化工行业之前，有关技术人员已经在具体的生产作业中运用了各种类型的计算机技术，为生产期间的各个环节提供辅助作用。这些计算机技术在不同流程中都起到了关键作用，为生产作业的安全性以及效率的提升提供了较大帮助。但是，这些计算机计算只是针对生产工艺中不同环节的实际生产项目，尽管可以适当减少人力资源的使用量，提升生产作业效率，但从整体层面来看，其并没有构成一个完整的计算机辅助系统，对提高计算机辅助技术在化工生产作业流程中的运用效果上存在一定的限制性［4］。计算机综合控制系统把化工生产中的各个流程中的计算机辅助功能加以综合与优化，促使计算机辅助项目能够以系统的方式结合到化工生产环节中。从整体角度进行分析，计算机综合控制系统的运用显著提升了产品的生产质量与效率，为企业带来了更多的经济效益。该系统的创建结合了电子信息技术、现代化管理技术、材料实现技术等，主要组成配件有计算机硬件、新式自动化装置、传感器等，以上构成元素在系统内发挥的作用各有不同，不仅能够把生产期间的信息与物质材料进行合理控制，而且能够利用计算机终端调控生产效率，保障生产作业活动的稳定、持续、安全开展。

5柔性自动化生产系统

柔性自动化生产技术最初是由英国发现提出的，也是自动化控制技术的一种。该技术运用的基础便是生产信息，结合信息储运系统与数字加工装置，实现对不同生产制造对象的管控，并且在化工生产作业期间主要依靠成组技术来实现各项功能。所谓的成组技术，就是基于生产制造对象的实际需求，采取把生产对象成组排列的措施，让技术人员能够选取适宜的储运系统与加工装置，来提升整体生产质量与效率。成组技术的信息控制模式表现为金字塔的形状，关键构成为主计算机。其作用是对生产信息进行全方位监测，而且根据生产计划实行动态管控［5］。金字塔中其他构成为各个层级的计算机处理模块，其中负责控制功能的计算机能够把底层计算机采集到的信息进行分层整理并汇报，而且按照上层指令实现对各个工艺设备的管控，进而对整体生产加工工艺流程进行合理调整。

6结语

化工安全工作不同于普通的安全管理工作，如果在自动化控制方面存在漏洞，就可能引发严重的安全事故。化工行业作为国民经济的重要支柱产业，随着社会经济的持续发展，对其产量需求也在逐渐提高。所以，更需要注重其安全控制工作，以保证生产作业的安全、稳定进行。化工企业凭借自动控制技术的运用，可以有效减少生产设备运作的失误率，进而预防风险事故的发生。目前，化工自动化控制技术还需要进一步加以改良与革新，以便更好地满足化工行业的发展需求，实现安全生产目标。

［参考文献］

［1］戴海涛，张秀珍.化工安全生产中的自动化控制［J］.化学工程与装备，2020（12）：326-327.

［2］郭安勇.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化［J］.工程技术研究，2020，5（7）：44-45.

［3］赵灵龙.自动化控制在化工安全生产中的作用［J］.化工设计通讯，2020，46（1）：182.

［4］邓清.自动化控制在化工安全生产中的应用探析［J］.石化技术，2019，26（10）：207-208.

［5］朱振尧.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化［J］.化工管理，2019（1）：116-117.

作者:付文文 单位:南京理工大学