自動化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應用

（長春市職業(yè)危害檢測檢驗中心，吉林 長春 130000）

自動化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應用

王 麗

（長春市職業(yè)危害檢測檢驗中心，吉林 長春 130000）

在化工企業(yè)，原材料多為易燃易爆物質(zhì)、或是有毒有害的化學品，而其生產(chǎn)工藝流程通常包括高溫作業(yè)和高壓作業(yè)，所以，化工企業(yè)生產(chǎn)過程中存在較大的安全風險，在生產(chǎn)過程發(fā)生控制失誤時，導致重大安全事故的可能性極高。以此觀之，在化工企業(yè)應用自動化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)，可以有效降低安全事故發(fā)生率，是加強安全管理、規(guī)范生產(chǎn)流程一項重要方法。本文將對化工企業(yè)實施自動化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)的現(xiàn)狀進行闡述，在此基礎(chǔ)上，對該項安全技術(shù)在化工企業(yè)的未來前景進行展望。

安全生產(chǎn)；自動化控制；安全聯(lián)鎖

化工企業(yè)生產(chǎn)的特點是規(guī)?；蜕a(chǎn)工藝復雜化，生產(chǎn)所需設(shè)備也相對復雜，因此，生產(chǎn)過程中存在較大的安全風險，現(xiàn)實中的安全事故發(fā)生率也相對較高。這一特點對實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程控制自動化也產(chǎn)生了迫切要求。

1 化工行業(yè)的特點

我國化工行業(yè)眾多，采用的工藝也是千差萬別，較之其他行業(yè)總體上來說特點相對比較突出，主要表現(xiàn)在以下幾點：

（1） 連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模大；

（2） 運行周期長，滿負荷運轉(zhuǎn)，工藝過程要求穩(wěn)定﹑安全；

（3） 工藝條件苛刻，一般具有高溫﹑高壓﹑低溫﹑真空﹑易燃﹑易爆﹑有毒有害﹑腐蝕性等特點，使用的介質(zhì)也較為復雜多變；

（4） 因其工藝條件決定其生產(chǎn)環(huán)境相對比較惡劣，如腐蝕性環(huán)境﹑易燃易爆場所﹑高粉塵性作業(yè)場所等。

2 自動化控制及安全聯(lián)鎖在化工行業(yè)中的應用

2.1 自動化控制在化工行業(yè)中的應用

自動化控制指的是一種自動依據(jù)既定程序或指令開展生產(chǎn)作業(yè)的一種技術(shù)方法，按照自動化程度不同，又劃分為兩類，一類是全自動化控制，一類是半自動化控制。自動化控制技術(shù)可應用在生產(chǎn)過程控制﹑機械制造控制和管理過程控制等領(lǐng)域。我國在化工企業(yè)應用自動化控制技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史，開發(fā)途徑包括引進和創(chuàng)新兩種。化工生產(chǎn)也經(jīng)歷了手工操作﹑機械控制和自動化控制三個階段。自動化控制技術(shù)也從單一生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)向復雜生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)演變。在國內(nèi)和化工企業(yè)中，應用較廣泛的控制系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器（PLC）﹑分散控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）。

在上述三種控制系統(tǒng)中，又以DCS和PLC兩種更為多見。PLC作為一種存儲器，采用的是一類可編程。作為一種內(nèi)部存儲程序，其主要功能包括執(zhí)行邏輯運算﹑執(zhí)行順序控制﹑執(zhí)行進行定時﹑計數(shù)和執(zhí)行算術(shù)操作等。其控制方式采取的中數(shù)字輸入/輸出方式或模擬式輸入/輸出方式。PLC系統(tǒng)的特點包括：（1）功能較強，具有較高性價比；（2）具有高可靠性和較強的抗干擾性；（3）維修簡單方便。適用范圍包括對間歇性生產(chǎn)過程的控制，以及中小規(guī)模的連續(xù)性化工生產(chǎn)過程控制。規(guī)模較大的化工生產(chǎn)過程控制主要應用DCS系統(tǒng)。DCS的特點是將計算機﹑通訊和自動控制等技術(shù)進行融合，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動操作﹑自動監(jiān)視﹑自動管理與分散控制，同PLC相比，其控制功能更為強大。DCS的不足之處是成本相對較高。DCS的結(jié)構(gòu)形式的特點包括控制分散﹑多層分散﹑危險分散及合作自治，因此適用在石油化工﹑化肥和大型空分制氧等生產(chǎn)規(guī)模較大的化工企業(yè)。

FCS系統(tǒng)是從DCS和PLC基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，F(xiàn)CS系統(tǒng)具有DCS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的全部優(yōu)勢，同時，其控制功能更加強大更完善。FCS實現(xiàn)了布線工作量的簡單化，使繁瑣的控制系統(tǒng)得到極大簡化，系統(tǒng)檢測與控制單元的分布也更加科學。作為全數(shù)字式串行雙向通信系統(tǒng)，F(xiàn)CS有效連接了生產(chǎn)現(xiàn)場的各類自動化設(shè)備與控制器，并從這些自動化設(shè)備上采集實時信息，再加以應用（這些信息采取和應用過程包括全部記錄數(shù)據(jù)的組態(tài)﹑標定﹑監(jiān)控﹑性能診斷與維護）。上述過程同生產(chǎn)保持同步，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動控制，同時科學實驗實現(xiàn)了對設(shè)備的自動管理。智能化﹑開放化﹑微型化和全數(shù)字化是FCS的特點，該系統(tǒng)代表了未來化工行業(yè)生產(chǎn)和管理自動化控制系統(tǒng)的方向。

2.2 安全聯(lián)鎖在化工行業(yè)中的應用

安全聯(lián)鎖作為一種安全技術(shù)措施，可在安全隱患排除前對接觸危險區(qū)的行為進行阻止，或在發(fā)生接觸時做到自動排除安全隱患。緊急停車系統(tǒng)（ESD）是目前化工行業(yè)中經(jīng)常采用的安全聯(lián)鎖技術(shù)。當設(shè)備發(fā)生故障或生產(chǎn)中發(fā)生突發(fā)事故，ESD系統(tǒng)可使設(shè)備在瞬間停止運行，確保不發(fā)生安全事故。為增強自動化控制系統(tǒng)的安全性，通常將ESD系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)﹑DCS系統(tǒng)和FCS系統(tǒng)配合使用，ESD系統(tǒng)可在發(fā)生溫度﹑壓力和液位超限，或可氣體和有毒氣體的濃度超標時進行報警，并啟動安全聯(lián)鎖停車功能。安全風險高的化工生產(chǎn)系統(tǒng)應在配備自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，安裝ESD系統(tǒng)，以確保在異常情況下不發(fā)生安全事故。

3 展望

隨著自動化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)的廣泛應用，人們對依靠新技術(shù)加強安全生產(chǎn)管理也更具有主動性。而在科技飛速發(fā)展的背景下，自動化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)也將取得新的進步，并在化工行業(yè)中起到越來越重要的作用。

結(jié)語

綜上所述，將自動化控制及安全聯(lián)鎖技術(shù)實施于化工生產(chǎn)中，可通過對工藝參數(shù)等的自動控制，避免因手工操作等導致的事故隱患，并有效減輕低勞動強度，使操作人員的作業(yè)環(huán)境得到改善，實現(xiàn)化工生產(chǎn)的安全﹑高效運行。自動化控制及安全聯(lián)鎖的應用應與化工企業(yè)的生產(chǎn)特點與工藝特點相結(jié)合，并實現(xiàn)技術(shù)的持續(xù)更新，為化工企業(yè)安全生產(chǎn)高效生產(chǎn)起到重要作用。

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