自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用及優(yōu)化思考

曲樂(大慶金橋信息技術(shù)工程有限公司, 黑龍江 大慶 163714)

自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用及優(yōu)化思考

曲樂(大慶金橋信息技術(shù)工程有限公司, 黑龍江 大慶 163714)

自第三次工業(yè)革命至今，隨著人類科技的迅速發(fā)展，化工安全生產(chǎn)問題得到了很大提高。而在保障化工安全生產(chǎn)的過程中，自動化控制技術(shù)發(fā)揮出了十分重要的作用和價值。化工生產(chǎn)的安全風(fēng)險主要來自于其作業(yè)的連續(xù)性、易燃性、易爆性、高腐蝕性以及工作條件的復(fù)雜性，而通過自動化控制技術(shù)，能夠有效避免上述危險的發(fā)生。本文主要簡述了自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，并針對其的優(yōu)化問題進行了思考和分析，希望能夠?qū)Υ龠M化工安全生產(chǎn)帶來一定助益。

自動化控制；化工生產(chǎn)；安全生產(chǎn)

化工行業(yè)是國家的重要行業(yè)，關(guān)系著一個國家的社會經(jīng)濟發(fā)展以及國防力量，但由于在化工生產(chǎn)中存在較大的安全風(fēng)險，所以化工安全生產(chǎn)問題一直都是社會各界所廣泛關(guān)注的一項問題。化工生產(chǎn)不但本身流程復(fù)雜，并且所使用的各類化學(xué)物品多存在易燃、易爆、易腐蝕、有毒等特性，所以整個生產(chǎn)控制過程都十分復(fù)雜，即使是再專業(yè)技術(shù)過硬、經(jīng)驗豐富的操作管理人員，也無法對一些事故做出準(zhǔn)確預(yù)見，若想有效保障化工生產(chǎn)安全，還需要應(yīng)用自動化控制技術(shù)。以下筆者就聯(lián)系化工生產(chǎn)的實際情況來談?wù)勛詣踊刂圃诨ぐ踩a(chǎn)中的應(yīng)用及優(yōu)化問題。

1 過程控制系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

(1)實時監(jiān)測和故障診斷 在化工生產(chǎn)中，通過過程控制系統(tǒng)，可以對整個化工生產(chǎn)過程進行有效的實時監(jiān)測和故障診斷，從而提高化工生產(chǎn)的可靠性，確保出現(xiàn)問題后能夠及時發(fā)現(xiàn)和解決。具體來說，過程監(jiān)測的主要任務(wù)有：對化工生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)故障進行有效檢測、對故障的機理進行有效診斷、對故障的幅度進行準(zhǔn)確辨識、對故障的發(fā)生時間進行準(zhǔn)確推斷、對故障趨勢進行準(zhǔn)確預(yù)測以及對故障改善對策提出合理建議。目前，過程監(jiān)測主要是通過三種方法來實現(xiàn)的，這三種方法分別是：基于專家知識進行過程監(jiān)測、基于解析模型進行過程監(jiān)測、基于數(shù)據(jù)分析進行過程監(jiān)測。不過，由于在實際應(yīng)用中，解析模型的涉及技術(shù)難度較高、步驟較復(fù)雜，所以目前尚未得到普遍應(yīng)用。基于專家知識的方法雖然較為實用，且目前已得到了良好的發(fā)展，但仍舊存在較大的局限性。后來，相關(guān)專家在各種診斷方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)校正、過程監(jiān)測及模糊專家等系統(tǒng)，組成了一種新的系統(tǒng)——化工過程監(jiān)測與模糊診斷系統(tǒng)。其可將監(jiān)測中所得的部分事實與主元分析結(jié)果一起輸送至特定數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)庫中的專家診斷模塊對數(shù)據(jù)進行分析和診斷。

(2)儀表監(jiān)控 儀表監(jiān)控是保障化工生產(chǎn)安全的一個重要環(huán)節(jié)，通過儀表數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確認(rèn)識當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)，預(yù)防各種故障。目前在化工領(lǐng)域中，微處理器、通訊技術(shù)及各種大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路具有著十分重要的應(yīng)用，一些傳統(tǒng)的儀表監(jiān)控設(shè)備已陸續(xù)被可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)等更為先進的設(shè)備系統(tǒng)所代替。現(xiàn)今常用的現(xiàn)場總線系統(tǒng)也多是在可編程邏輯控制器和分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行建立的。其中，可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)處理能力正在不斷提高，分布式控制系統(tǒng)的功能正在不斷完善。而現(xiàn)場總線系統(tǒng)則主要具有以下特點：1)核心乃總線標(biāo)準(zhǔn)，只要確定了總線協(xié)議，則各相關(guān)技術(shù)及設(shè)備都可確定；2)開放性越強，則互操作性越好；3)建立在數(shù)字智能現(xiàn)場裝置之上，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分散性較高，僅通過單個現(xiàn)場儀表即可實現(xiàn)多變量的通信，方便快捷。綜合上述特點，使得該儀表監(jiān)控系統(tǒng)的安全性得以大大提高。

2 緊急停車系統(tǒng)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

緊急停車系統(tǒng)的主要任務(wù)是對化工生產(chǎn)過程中的各關(guān)鍵參數(shù)及其具體工作狀況進行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離正常范圍時即自動取代過程監(jiān)控系統(tǒng)，進行緊急停車，以保證生產(chǎn)安全。一般情況下，在化工生產(chǎn)過程中，下列原因會引起停車：1)正常停車：因設(shè)備需要檢修維護等原因而有計劃、有目的地進行停車；2)局部緊急停車：因遇到設(shè)備突然損壞、電源突然故障等意外情況而需要臨時停車；3)全面緊急停車：因生產(chǎn)過程中突然停電、停水、停汽等而發(fā)生的全面緊急停車。由于緊急停車系統(tǒng)直接關(guān)系著化工生產(chǎn)安全，所以必須要充分考慮其可靠性。通常緊急停車系統(tǒng)是由檢測單元、邏輯單元及執(zhí)行單元這三個串聯(lián)所組織的，并且要遵循獨立設(shè)置、中間環(huán)節(jié)最少、冗余及故障安全等四項基本原則。

3 自動化控制在化工安全生產(chǎn)中應(yīng)用的優(yōu)化

隨著科技的不斷進步與發(fā)展，化工行業(yè)也應(yīng)當(dāng)不斷引進更加先進的新技術(shù)和新工藝，從而進一步保障生產(chǎn)安全。例如可以安裝自動化安全裝置，用于自動發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)操作中的危險隱患，并將之解除。其次可以安裝自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)，利用無損探傷法對各類化工生產(chǎn)設(shè)備進行安全檢測和綜合分析，從而切實保障化工生產(chǎn)安全。再者還可以安裝自動連鎖報警裝置，當(dāng)發(fā)生安全事故時該報警裝置會及時向工作人員發(fā)出報警信號，并自動控制設(shè)備停止作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，由于化工生產(chǎn)是一項危險性較大的作業(yè)，所以必須要通過有效的自動化控制技術(shù)來確保其生產(chǎn)的安全性。如今自動化控制技術(shù)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但其仍有很大的優(yōu)化空間，因此未來仍需繼續(xù)加強對其的研究和探索，不斷研發(fā)出更加先進的設(shè)備系統(tǒng)，以更加有效地保障化工生產(chǎn)安全。

[1]丁正榮.自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用及優(yōu)化思考[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，23:260.

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曲樂(1988-)，女，黑龍江大慶人，助理工程師，本科，主要從事化工自動控制系統(tǒng)改擴建及維護工作。