自動(dòng)化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

謝述昌(華南藍(lán)天航空油料有限公司湖北分公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展是十分迅速的，在化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了十分重要的作用。特別是在大數(shù)據(jù)環(huán)境背景之下，信息技術(shù)的應(yīng)用也將化工產(chǎn)品生產(chǎn)的管理水平不斷提升，工作效率也得到了提升。在化工生產(chǎn)的過(guò)程中不可避免的產(chǎn)生一些有害的物質(zhì)，因此，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)線具有一定的危險(xiǎn)性，對(duì)于工作人員而言十分不利。這也給自動(dòng)化控制技術(shù)提供了更大的發(fā)展空間，將更為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和安全性，生產(chǎn)工作人員的環(huán)境也得到了改善。

1 自動(dòng)化控制在化工安全生產(chǎn)中應(yīng)用的作用

1.1 改善工作環(huán)境

在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，往往是一線的生產(chǎn)和操作人員都暴露在較為危險(xiǎn)的環(huán)境之下，而且受到外界環(huán)境和主觀因素的影響，容易出現(xiàn)操作方面的失誤，而導(dǎo)致了安全事故問(wèn)題的出現(xiàn)。作業(yè)人員在長(zhǎng)期的高溫和腐蝕性的環(huán)境下本身身體健康也會(huì)產(chǎn)生影響，雖然已經(jīng)采取了一些防護(hù)措施，但是危險(xiǎn)性依然存在。而在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和控制過(guò)程中自動(dòng)化技術(shù)的控制能力比較強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的全過(guò)程監(jiān)督與控制，將生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的情況可視化的轉(zhuǎn)移到顯示器上，便于管理工作人員的控制。

1.2 降低生產(chǎn)成本

經(jīng)濟(jì)效益是化工企業(yè)生產(chǎn)和進(jìn)行不斷發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，當(dāng)前面臨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和市場(chǎng)方方面面的壓力，導(dǎo)致了人工等成本持續(xù)上升。而利用了自動(dòng)化作業(yè)與控制的技術(shù)，生產(chǎn)中所用到的人工成本得到了控制，也就使得人力生產(chǎn)成本得到了控制。與此同時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)還可以可以做好具體數(shù)值和參數(shù)的設(shè)置，然后利用技術(shù)進(jìn)行更為精準(zhǔn)的系統(tǒng)控制，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)錄入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精確化和自動(dòng)化的化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工作。由此可以看出，在自動(dòng)化系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制與精準(zhǔn)生產(chǎn)過(guò)程中做好了全方面的控制，實(shí)現(xiàn)了功能參數(shù)的完善，也減少了一部分成本方面的投入，提升了經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 避免事故擴(kuò)大

自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用之后，可以在化工生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率方面得到更好地保證，也可以使得在設(shè)備更為安全和穩(wěn)定的環(huán)境之下保證好運(yùn)行工作。自動(dòng)化控制技術(shù)的使用，人工操作的參與程度大大降低，也可以降低人員傷亡的概率。另外，在整個(gè)化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的監(jiān)督與控制，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的安全問(wèn)題和隱患可以進(jìn)行及時(shí)和有效的處理工作，使得整體的損失降到最低，保證企業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。

2 化工安全生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制技術(shù)

2.1 應(yīng)用架構(gòu)和核心技術(shù)

目前自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、交通等各個(gè)方面，其具有著更高的主動(dòng)性和持續(xù)性的特點(diǎn)，因此，在化工安全生產(chǎn)領(lǐng)域也可以有著更好地應(yīng)用。在功能方面主要是執(zhí)行單元包括傳感器、終端處理器等，傳感器負(fù)責(zé)收集化工生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)工作信息，并將其及時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，從而以計(jì)算機(jī)為主要的控制點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了默認(rèn)程序的執(zhí)行和信息讀取工作，結(jié)合不同的信息進(jìn)行有效的指令控制，負(fù)責(zé)更好地生產(chǎn)過(guò)程控制，提升自動(dòng)化作業(yè)的有效性。

2.2 安全儀表系統(tǒng)

石油化工產(chǎn)品大多具有著易燃、有毒和腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此在化工生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)于溫度、流量、壓力等方面進(jìn)行有效的控制和分析工作，以免在實(shí)際的生產(chǎn)和操作過(guò)程中出現(xiàn)了因?yàn)榭刂婆c操作不當(dāng)而出現(xiàn)的火災(zāi)和爆炸現(xiàn)象的出現(xiàn)，危害了整體生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行。因此，需要對(duì)于溫度、流量、化學(xué)反應(yīng)的壓力方面進(jìn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)控制和管理工作，及時(shí)將生產(chǎn)中的參數(shù)等一系列問(wèn)題加以控制與分析，從而使得生產(chǎn)過(guò)程得以優(yōu)化與控制。安全儀器系統(tǒng)的主要具備了監(jiān)事操作參數(shù)、安全聯(lián)鎖、生產(chǎn)警告等作用，及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警和現(xiàn)實(shí)故障位置的操作。在故障發(fā)生時(shí)可以進(jìn)行有效的警報(bào)處理，從自動(dòng)控制到手動(dòng)控制方面做好相應(yīng)的工作，整體生產(chǎn)過(guò)程處于可控的狀態(tài)。這種精準(zhǔn)化的控制可以大大降低了發(fā)生故障危險(xiǎn)的概率，也將相關(guān)的操作和措施進(jìn)行有效的控制，減少風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。

2.3 過(guò)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)中，進(jìn)行監(jiān)控和故障診斷的手段是通過(guò)模型控制實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)和檢查的工作效率方面有著比較多的影響，而新興的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作是在之前工作的基礎(chǔ)上，建立起了生產(chǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，從而對(duì)于信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分模塊的診斷和處理，也進(jìn)行合理的分析工作。以便在每一個(gè)生產(chǎn)和操作的環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)性和安全性的保證。實(shí)現(xiàn)了故障與預(yù)處理功能，因?yàn)樽詣?dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于化工產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)控與分析，可以在某一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題和需要優(yōu)化的環(huán)節(jié)進(jìn)行集中的控制和定位，然后進(jìn)行原因與數(shù)據(jù)的分析，一些小問(wèn)題和參數(shù)方面的調(diào)整可以通過(guò)計(jì)算機(jī)端的遠(yuǎn)程控制而實(shí)現(xiàn)，而一些故障問(wèn)題也可以進(jìn)行更為精準(zhǔn)的定位與控制，給維修工作人員的工作效率提升，減少企業(yè)因?yàn)楣收隙斐傻膿p失。

2.4 緊急停車(chē)系統(tǒng)

緊急停車(chē)系統(tǒng)也是在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中十分常用的一種系統(tǒng)控制的方法，在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中也發(fā)揮了十分重要的作用，在整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)境中起到了重要的安全保證的作用。自動(dòng)化系統(tǒng)控制工作的開(kāi)展以計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為主要的基礎(chǔ)，而在生產(chǎn)過(guò)程中安全控制工作是第一位的，緊急停車(chē)系統(tǒng)的應(yīng)用就可以在一些必要的時(shí)候，起到保護(hù)的作用，避免在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中受到不安全因素的影響和產(chǎn)生原材料浪費(fèi)的現(xiàn)象，有效的提升了企業(yè)的效益。緊急停車(chē)系統(tǒng)在監(jiān)視工作中發(fā)揮了十分重要的作用，當(dāng)操作過(guò)程中出現(xiàn)了參數(shù)與事先設(shè)定參數(shù)不相符合的情況時(shí)，就需要進(jìn)行緊急停車(chē)的操作。在該系統(tǒng)的操作中為外部人員和內(nèi)部人員都提供了更為安全的保證，提升了生產(chǎn)作業(yè)的安全性。因此節(jié)點(diǎn)的故障頻繁出現(xiàn)是，也可以在緊急停車(chē)系統(tǒng)的操作之下形成更為精準(zhǔn)的控制過(guò)程，將原本的系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)和自動(dòng)診斷設(shè)備的工作。在普通PLC 系統(tǒng)中目前這些系統(tǒng)的應(yīng)用處于著小型化學(xué)的應(yīng)用中，但是對(duì)于大型企業(yè)的管理和控制還需要提升重視的程度和工作的效率，從而減少事故的出現(xiàn)。

2.5 應(yīng)用于化工企業(yè)自動(dòng)滅火環(huán)節(jié)

由于化工原料和化工生產(chǎn)具有著一定的特殊性，一旦出現(xiàn)事故則會(huì)造成重大的事故，火災(zāi)和爆炸事故的威力非常大。如出現(xiàn)火災(zāi)事故，能夠在第一時(shí)間將信號(hào)傳遞至自動(dòng)控制系統(tǒng)單機(jī)片中，單機(jī)片在接收警報(bào)信號(hào)同時(shí)，能夠根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，不斷調(diào)整水噴頭的噴水效果，構(gòu)建自動(dòng)化滅火體系。還可以在事故管控的同時(shí)將信息精準(zhǔn)的傳遞給火災(zāi)管理部門(mén)，從而避免大規(guī)?；馂?zāi)事件的發(fā)生，保證現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全。

3 新型自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展

3.1 設(shè)備自動(dòng)連鎖報(bào)警與檢測(cè)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備了自動(dòng)報(bào)警的功能，在化工產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)與控制中，DCS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程的監(jiān)控，一旦在運(yùn)行中出現(xiàn)了設(shè)備等方面的問(wèn)題，就需要及時(shí)進(jìn)行處理，以免影響到整體的生產(chǎn)過(guò)程。而在出現(xiàn)了故障之后，DCS 控制系統(tǒng)可以檢測(cè)到這一變化的過(guò)程，自動(dòng)報(bào)警，從而提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行定點(diǎn)的維修和處理工作，減少故障的長(zhǎng)期影響。而自動(dòng)報(bào)警的功能也可以進(jìn)行故障定位和精確的指示，從而有助于提升對(duì)于故障和事故的處理效率，也提升了化工生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。例如，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，塔液位是化工生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)的重要影響因素之一，因此在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中也是重要的指標(biāo)參數(shù)之一。為了在整體的化學(xué)反應(yīng)和生產(chǎn)過(guò)程中做好塔液位的控制，就需要在前塔液位和后塔液位的共同協(xié)調(diào)作用下完成生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的管理工作，保證好系統(tǒng)控制的數(shù)值和液位系統(tǒng)的實(shí)際工作數(shù)值相同。出現(xiàn)了液位異常將發(fā)出警報(bào)，及時(shí)提醒管理人員。

3.2 安全管理系統(tǒng)中的ESD應(yīng)用實(shí)踐

緊急停車(chē)系統(tǒng)在目前的化工生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)有著廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)于生產(chǎn)中的參數(shù)進(jìn)行有效的控制，一旦出現(xiàn)了收集數(shù)據(jù)和原本控制正常值的影響就需要發(fā)出停工的指令，因此緊急停車(chē)系統(tǒng)是化工生產(chǎn)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。當(dāng)下緊急停車(chē)系統(tǒng)也得到了更好地優(yōu)化與發(fā)展，繼電器開(kāi)始被可編程邏輯控制器(PLC)取代數(shù)據(jù)的檢測(cè)能力將大大提升，對(duì)于設(shè)備和故障的檢測(cè)也更加精準(zhǔn)化的進(jìn)行，同時(shí)也減少了企業(yè)在此方面的成本投入，將整體工作的精準(zhǔn)度不斷提升。

3.3 自動(dòng)化安全裝置的使用

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，在化工生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)方面的工作能力不斷增強(qiáng)，也在深入的研究中發(fā)揮了重要的作用。例如，在化學(xué)反應(yīng)的控制過(guò)程中，溫度對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)的效果都有著十分重要的影響，也對(duì)于化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量有著重要的影響。因此，在化工生產(chǎn)的控制工作中，就需要對(duì)于生產(chǎn)的溫度進(jìn)行控制，因?yàn)檎麄€(gè)生產(chǎn)過(guò)程中溫度處于不停地變化中，需要利用儀器設(shè)備進(jìn)行測(cè)量化學(xué)反映的問(wèn)題，從而進(jìn)行記錄與分析，而在長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)過(guò)程中這是非常巨大的工作量。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)于溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與控制工作，從而進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)整，這將大大降低化學(xué)反應(yīng)控制過(guò)程的工作量，也將溫度控制在合理的范圍內(nèi)。另外，由于不同的化工原料的反應(yīng)控制溫度不同，這就需要自動(dòng)化的反應(yīng)系統(tǒng)可以進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)和針對(duì)性的控制工作，對(duì)于化工生產(chǎn)的全過(guò)程中進(jìn)行溫度的監(jiān)控工作，有效的避免了溫度過(guò)高或者過(guò)低的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，化工安全是當(dāng)下人們十分關(guān)注的問(wèn)題，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用為保證化工生產(chǎn)安全和保證自身的持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。