自動化控制在化工安全生產中的應用分析

謝述昌(華南藍天航空油料有限公司湖北分公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

現代化技術發展是十分迅速的，在化工產業生產中發揮了十分重要的作用。特別是在大數據環境背景之下，信息技術的應用也將化工產品生產的管理水平不斷提升，工作效率也得到了提升。在化工生產的過程中不可避免的產生一些有害的物質，因此，化工產品的生產線具有一定的危險性，對于工作人員而言十分不利。這也給自動化控制技術提供了更大的發展空間，將更為先進的科學技術應用到化工產品的生產過程中，提升企業的生產效率和安全性，生產工作人員的環境也得到了改善。

1 自動化控制在化工安全生產中應用的作用

1.1 改善工作環境

在傳統的化工生產作業過程中，往往是一線的生產和操作人員都暴露在較為危險的環境之下，而且受到外界環境和主觀因素的影響，容易出現操作方面的失誤，而導致了安全事故問題的出現。作業人員在長期的高溫和腐蝕性的環境下本身身體健康也會產生影響，雖然已經采取了一些防護措施，但是危險性依然存在。而在化工產品的生產和控制過程中自動化技術的控制能力比較強，可以實現對于整個化工產品生產過程的全過程監督與控制，將生產運營的情況可視化的轉移到顯示器上，便于管理工作人員的控制。

1.2 降低生產成本

經濟效益是化工企業生產和進行不斷發展的關鍵點，當前面臨著經濟形勢和市場方方面面的壓力，導致了人工等成本持續上升。而利用了自動化作業與控制的技術，生產中所用到的人工成本得到了控制，也就使得人力生產成本得到了控制。與此同時，自動化控制系統還可以可以做好具體數值和參數的設置，然后利用技術進行更為精準的系統控制，系統會根據錄入的數據信息進行精確化和自動化的化工產品的生產工作。由此可以看出，在自動化系統的精準控制與精準生產過程中做好了全方面的控制，實現了功能參數的完善，也減少了一部分成本方面的投入，提升了經濟效益。

1.3 避免事故擴大

自動化控制技術應用之后，可以在化工生產設備的運行效率方面得到更好地保證，也可以使得在設備更為安全和穩定的環境之下保證好運行工作。自動化控制技術的使用，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，在整個化工生產中實現了自動化的監督與控制，對于發現的安全問題和隱患可以進行及時和有效的處理工作，使得整體的損失降到最低，保證企業的長期穩定的發展。

2 化工安全生產中的自動化控制技術

2.1 應用架構和核心技術

目前自動化技術已經廣泛地應用于工業、農業、軍事、交通等各個方面，其具有著更高的主動性和持續性的特點，因此，在化工安全生產領域也可以有著更好地應用。在功能方面主要是執行單元包括傳感器、終端處理器等，傳感器負責收集化工生產過程中的各項工作信息，并將其及時傳遞給計算機處理系統，從而以計算機為主要的控制點，實現了默認程序的執行和信息讀取工作，結合不同的信息進行有效的指令控制，負責更好地生產過程控制，提升自動化作業的有效性。

2.2 安全儀表系統

石油化工產品大多具有著易燃、有毒和腐蝕性強的特點，因此在化工生產過程中需要對于溫度、流量、壓力等方面進行有效的控制和分析工作，以免在實際的生產和操作過程中出現了因為控制與操作不當而出現的火災和爆炸現象的出現，危害了整體生產過程的進行。因此，需要對于溫度、流量、化學反應的壓力方面進行參數的實時控制和管理工作，及時將生產中的參數等一系列問題加以控制與分析，從而使得生產過程得以優化與控制。安全儀器系統的主要具備了監事操作參數、安全聯鎖、生產警告等作用，及時進行故障報警和現實故障位置的操作。在故障發生時可以進行有效的警報處理，從自動控制到手動控制方面做好相應的工作，整體生產過程處于可控的狀態。這種精準化的控制可以大大降低了發生故障危險的概率，也將相關的操作和措施進行有效的控制，減少風險的出現。

2.3 過程監控與故障診斷系統

在傳統的化工生產中，進行監控和故障診斷的手段是通過模型控制實現的，對于生產過程中的檢測和檢查的工作效率方面有著比較多的影響，而新興的自動化控制系統的工作是在之前工作的基礎上，建立起了生產的數據庫信息，從而對于信息數據進行分模塊的診斷和處理，也進行合理的分析工作。以便在每一個生產和操作的環節進行精準性和安全性的保證。實現了故障與預處理功能，因為自動化控制技術實現了對于化工產品生產全過程的監控與分析，可以在某一個出現問題和需要優化的環節進行集中的控制和定位，然后進行原因與數據的分析，一些小問題和參數方面的調整可以通過計算機端的遠程控制而實現，而一些故障問題也可以進行更為精準的定位與控制，給維修工作人員的工作效率提升，減少企業因為故障而造成的損失。

2.4 緊急停車系統

緊急停車系統也是在自動化控制系統中十分常用的一種系統控制的方法，在化工產品的生產過程中也發揮了十分重要的作用，在整個系統的生產環境中起到了重要的安全保證的作用。自動化系統控制工作的開展以計算機技術、自動化控制系統和網絡信息技術為主要的基礎，而在生產過程中安全控制工作是第一位的，緊急停車系統的應用就可以在一些必要的時候，起到保護的作用，避免在化工產品的生產過程中受到不安全因素的影響和產生原材料浪費的現象，有效的提升了企業的效益。緊急停車系統在監視工作中發揮了十分重要的作用，當操作過程中出現了參數與事先設定參數不相符合的情況時，就需要進行緊急停車的操作。在該系統的操作中為外部人員和內部人員都提供了更為安全的保證，提升了生產作業的安全性。因此節點的故障頻繁出現是，也可以在緊急停車系統的操作之下形成更為精準的控制過程，將原本的系統進行恢復和自動診斷設備的工作。在普通PLC 系統中目前這些系統的應用處于著小型化學的應用中，但是對于大型企業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。

2.5 應用于化工企業自動滅火環節

由于化工原料和化工生產具有著一定的特殊性，一旦出現事故則會造成重大的事故，火災和爆炸事故的威力非常大。如出現火災事故，能夠在第一時間將信號傳遞至自動控制系統單機片中，單機片在接收警報信號同時，能夠根據傳感器數據，不斷調整水噴頭的噴水效果，構建自動化滅火體系。還可以在事故管控的同時將信息精準的傳遞給火災管理部門，從而避免大規模火災事件的發生，保證現場工作人員的安全。

3 新型自動化控制技術發展

3.1 設備自動連鎖報警與檢測

自動化控制系統具備了自動報警的功能，在化工產品的自動化生產與控制中，DCS 技術實現了全過程的監控，一旦在運行中出現了設備等方面的問題，就需要及時進行處理，以免影響到整體的生產過程。而在出現了故障之后，DCS 控制系統可以檢測到這一變化的過程，自動報警，從而提醒相關工作人員進行定點的維修和處理工作，減少故障的長期影響。而自動報警的功能也可以進行故障定位和精確的指示，從而有助于提升對于故障和事故的處理效率，也提升了化工生產產品的質量。例如，化工產品的生產過程中，塔液位是化工生產的化學反應的重要影響因素之一，因此在自動化控制系統中也是重要的指標參數之一。為了在整體的化學反應和生產過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調作用下完成生產，實現系統性的管理工作，保證好系統控制的數值和液位系統的實際工作數值相同。出現了液位異常將發出警報，及時提醒管理人員。

3.2 安全管理系統中的ESD應用實踐

緊急停車系統在目前的化工生產過程中已經有著廣泛的應用，可以對于生產中的參數進行有效的控制，一旦出現了收集數據和原本控制正常值的影響就需要發出停工的指令，因此緊急停車系統是化工生產設備安全穩定運行的重要保證。當下緊急停車系統也得到了更好地優化與發展，繼電器開始被可編程邏輯控制器(PLC)取代數據的檢測能力將大大提升，對于設備和故障的檢測也更加精準化的進行，同時也減少了企業在此方面的成本投入，將整體工作的精準度不斷提升。

3.3 自動化安全裝置的使用

隨著現代科技的發展，在化工生產的運行狀態和自動監測方面的工作能力不斷增強，也在深入的研究中發揮了重要的作用。例如，在化學反應的控制過程中，溫度對于化學反應速率和化學反應的效果都有著十分重要的影響，也對于化工產品的生產質量有著重要的影響。因此，在化工生產的控制工作中，就需要對于生產的溫度進行控制，因為整個生產過程中溫度處于不停地變化中，需要利用儀器設備進行測量化學反映的問題，從而進行記錄與分析，而在長時間的反應過程中這是非常巨大的工作量。在自動化控制系統中可以利用計算機對于溫度數據進行系統的分析與控制工作，從而進行自動化的調整，這將大大降低化學反應控制過程的工作量，也將溫度控制在合理的范圍內。另外，由于不同的化工原料的反應控制溫度不同，這就需要自動化的反應系統可以進行溫度的調節和針對性的控制工作，對于化工生產的全過程中進行溫度的監控工作，有效的避免了溫度過高或者過低的現象出現。

4 結語

綜上所述，化工安全是當下人們十分關注的問題，自動化控制技術的應用為保證化工生產安全和保證自身的持續發展做出了貢獻。