淺談自動化控制及安全聯鎖在化工安全生產中的應用

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摘要：化工企業生產中的原材料多為易燃易爆化學品，其生產工藝流程主要包括了高溫作業及高壓作業。因此，化工企業在生產中存在著較大的安全風險，在其生產中發生控制失誤的時候，極易造成重大安全事故。然而在其中應用自動化控制及安全聯鎖技術，能夠有效的降低事故的發生率，這對加強安全生產、規范生產流程是一個重要方法。下面就對化工企業在生產中實現自動化控制及安全聯鎖技術的應用進行分析，希望可供相關從業者參考。

關鍵詞：化工企業；安全生產；自動化控制；安全聯鎖

前言：

在現代化信息技術的高速發展之下，自動化控制技術被廣泛的應用至各行業中，尤其在對安全系數要求較高的化工生產中自動化控制技術更是發揮了不可替代的作用。本文主要通過對化工企業安全生產中的自動化控制技術及安全聯鎖技術的重要性進行分析，探討了其具體應用。

一、自動化控制技術的重要性與風險分析

1、自動化控制技術的重要性

自動化控制技術在化工生產中的應用是指運用現代化的控制技術和自動化的生產機制，使得控制理論與技術在生產中相協調，實現生產的準確性和有序性。在化工生產中，自動化技術可以實現對溫度、壓力和濕度的控制，與傳統的人工生產存在很大的不同，相比較于傳統的化工生產，自動化技術對人員的專業素質和操作水平有著更高的要求，需要更加先進技術設施和更加完善的生產管理體制與方案。

化工生產過程中存在很多的安全隱患，如火災爆炸、具有腐蝕性和毒性的危險化學品泄漏等，這些事故不僅直接威脅到生產與工作人員的生命安全，而且會對周圍群眾的生活環境和生命健康安全產生嚴重的影響。在生產過程中應用自動化生產技術，會在很大的程度上降低化工生產中的危險系數，還能提供事故發生后科學的補救和處理的方案，將損失降到最低。新時期以來，化工產業作為我國工業的基礎產業，科學的生產技術逐漸成為企業競爭力的決定性因素，在化工生產中運用自動化控制技術可以通過電腦控制生產流程來減小生產誤差，加快生產力，促進國民經濟的發展。

2、自動化控制技術的風險分析

化工生產過程中高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、有腐蝕性等危險危害因素是固有的，主要危險性有：火災、爆炸、中毒、窒息、腐蝕等。

（1）對產品、中間產品、原料及輔助材料的物理、化學性質進行分析，確認其點火性、可燃性和毒性，并根據其貯存量和工藝過程中的物料量確定其危險程度；

（2）對工藝的固有危險性進行分析，確認工藝過程中的化學反應步驟及主要危險。并對可能發生的事故類型、損失程度加以確定；

（3）對反應器、儲罐等主要危險設備的新舊程度、生產、儲存裝置的現有狀態進行分析；

（4）對企業現有工藝規程、安全規程等操作制度和現有的安全設施進行分析；

（5）通過以上分析找出現有裝置的主要危險有害因素，主要工藝控制參數，初步確定控制點和監測點的要求。

二、自動化控制及安全聯鎖在化工安全生產中的應用

自動化控制及安全聯鎖在化工安全生產中的應用范圍十分廣泛，實際生產過程因自動化控制及安全聯鎖的應用取得了良好的效益。筆者結合多年工作經驗，從自動化控制技術對化工生產的控制、緊急停車系統的應用、安全自動化裝置的應用以及自動連鎖報警裝置的應用著手，對自動化控制及安全聯鎖在化工安全生產中的應用做了簡單介紹。

1、自動化控制在化工行業中的應用

自動化控制指的是一種自動依據既定程序或指令開展生產作業的一種技術方法，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。自動化控制技術可應用在生產過程控制、機械制造控制和管理過程控制等領域。我國在化工企業應用自動化控制技術已經有幾十年的歷史，開發途徑包括引進和創新兩種。化工生產也經歷了手工操作、機械控制和自動化控制三個階段。自動化控制技術也從單一生產過程控制系統向復雜生產過程控制系統演變。在國內化工企業中，應用較廣泛的控制系統包括可編程邏輯控制器（PLC）、分散控制系統（DCS）和現場總線控制系統（FCS）。

在上述三種控制系統中，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。作為一種內部存儲程序，其主要功能包括執行邏輯運算、執行順序控制、執行進行定時、計數和執行算術操作等。其控制方式采取的中數字輸入/輸出方式或模擬式輸入/輸出方式。PLC系統的特點包括：（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過程的控制，以及中小規模的連續性化工生產過程控制。規模較大的化工生產過程控制主要應用DCS系統。DCS的特點是將計算機、通訊和自動控制等技術進行融合，實現對生產過程的自動操作、自動監視、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的結構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規模較大的化工企業。

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

2、安全聯鎖在化工行業中的應用

安全聯鎖作為一種安全技術措施，可在安全隱患排除前對接觸危險區的行為進行阻止，或在發生接觸時做到自動排除安全隱患。緊急停車系統（ESD）是目前化工行業中經常采用的安全聯鎖技術。當設備發生故障或生產中發生突發事故，ESD系統可使設備在瞬間停止運行，確保不發生安全事故。為增強自動化控制系統的安全性，通常將ESD系統與PLC系統、DCS系統和FCS系統配合使用，ESD系統可在發生溫度、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，并啟動安全聯鎖停車功能。安全風險高的化工生產系統應在配備自動化控制系統的基礎上，安裝ESD系統，以確保在異常情況下不發生安全事故。

結束語：

總之，把自動化控制及安全聯鎖技術實施于化工生產中，可通過對工藝參數等的自動控制，防止因手工的操作造成事故隱患，并且還可有效的減少勞動的強度，使得操作人員的作業環境得到有效的改善，實現化工生產的安全、高效運行。

參考文獻：

[1]李洪巖；自動化控制在化工安全生產中的應用及優化思考[J].科技信息，2012（26）.

[2]楊晨曦；化工安全生產中的自動化控制淺析[J].河南化工，2011（08）.

[3]鄺志敏；論化工企業在生產過程中的安全管理[J].科技資訊，2009（17）.

[4]楊斌；工業X-γ射線探傷室安全聯鎖防護裝置創新設計[J].中國輻射衛生.2014（04）