自动化控制在化工安全生产中的应用及优化探索

席玉潭 乔霜 崔常军（山东德安安全技术服务有限公司， 山东 淄博 255000）

0 引言

自动化控制技术主要指在生产中应用自动化技术, 实现加工对象的自动连续生产，加快原材料的加工转换和流动速度。自动化控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高新技术之一。今天，工业、农业、服务业等各个领域，都离不开自动控制技术。

1 自动化控制技术的含义与重要性

化工行业是一个具有易爆易燃、有毒有害、高压高温、有腐蚀性特点的高危行业，生产过程中存在很多的安全隐患。这些安全隐患不仅威胁到员工的身体健康和生命安全，也在很大程度上影响了企业的发展和企业的竞争力。化工生产的对象错综复杂，仅仅依靠员工自己的工作经验，想要避免危险是十分困难的。就算是最好的操作和管理人员，也不可能时时都可以及时做出有效的应急处理，于是就有可能导致灾难事故的发生。自动化控制在化工安全生产中的应用将会是化工行业改革的一大进步。在化工生产过程中，采用自动化控制技术，能够对化工生产过程进行全面及时的监测，并迅速找出故障产生的原因，在很大程度上降低危险系数，将损失降到最低，同时还会提供事故发生后可以采取的补救方案，保证了生产过程中的安全性和可靠性。

2 化工安全生产中的自动化控制技术

2.1 安全仪表系统的运用

化工石油产品一般都是易燃、易爆、有毒或者具有腐蚀性，在化工生产中对温度、湿度、压力压强等数据都有着严格地要求，不允许出半点差池，稍不注意，就会酿成大的灾难。因此很多的大型的化工企业已经开始采用安全仪表系统（Safety Instrumented System ,简称SIS）。实时监控可以有效的降低生产过程中的设备隐患，保障化工生产的安全性和可靠性，对可能发生的危险进行积极的响应。仪表的主要功能有：1）对生产设备的运行参数、安全连锁，控制设备的运行状况等进行监视。2）发生故障时，能进行声光报警和指示故障的部位及性质。3）发生故障时，能解除自动，实现自动到手动的转换，实现自动“保位”。4）故障消除前，可以拒绝任何新的自动指令进入调节系统。5）能防止操作人员可能出现的某些错误操作。一旦出现危险，SIS系统会按照提前设定好的程序进行逻辑计算，并立刻进行处理，防止危险的发生。可以这么说，SIS系统是安全生产的保障。

2.2 过程监测和故障诊断系统

模型监测的实施过程很复杂，所以不能广泛的被应用于各个行业。因此，我们可以采用基于专家知识的过程监测的方法。这种检测方法的主要过程是，把生产过程中的一些分析处理结果在同一个时间送至一个规定的数据库，激活诊断的模块。诊断模块被激活后，会对数据库里的信息进行有层次的整理，通过分析数据，从而完成过程监测的监测任务。通过对故障的检测，推测故障的时间，判定故障的幅度，了解故障发生的机理，对故障的发展预测并提出相应的改进对策。

机械设备在运行过程中，由于疲劳磨损、腐蚀以及操作不当都会产生故障。故障的出现，影响了机械设备的正常运行，严重时还会造成生命和财产的损失。因此，及时的发现并排除故障具有重大意义。在这一背景下，故障诊断系统产生了。故障诊断系统指的是，通过自动化控制技术，在最短的时间内查出生产设备出现的故障，并提供合理可行的解决办法，极大的提高了维修故障设备的工作效率，确保了生产的质量与人员的安全。

2.3 紧急停车系统（ESD系统）在化工安全生产的应用

在化工生产设备中，过程监测是对生产过程进行持续的监控，使得设备正常运转；而ESD系统则是对关键工艺参数进行不间断的关注，当设备的运行超过了提前设定好的停车标准时，ESD系统会取代过程检测系统进行控制，进行紧急停车，保障作业现场工作人员的安全和正常生产得以进行，降低事故发生的几率。ESD系统也是经历了一定的发展阶段的。最早的ESD系统采用继电器和硬接线作为控制单元，但是经常会出现“节点黏住”故障，可靠性不高，安全系数得不到保障，而且在事故发生之后没有办法检测到事故的原因所在，系统恢复时间过长。随着科学技术的不断发展，化工安全生产对安全控制系统的要求也越来越严格，以继电器为基础的早期ESD系统不能满足生产的要求。应运而生了PLC（可编程逻辑控制器），PLC的优点是灵活性强，体积小，编程设计和修改便捷有效，最大的优势在于具有自动诊断的功能，可以自动检测出故障所在，巨剑取代了继电器，被广泛应用于安全生产当中。当然，常规普通的PLC只能应用于规模小，安全性能要求较低的企业。随着后来的功能不断更新完善，实现了操作的标准化，结构也越来越完整，变得更加坚固，可以有效的抵抗干扰。还有了更适应大型安全场合的结构设计。由PLC构成的ESD系统在发生危险的过程中，可以迅速切换至提前设定好的安全操作模式，一旦自身也出现了故障，其也可以进入故障安全保护模式。现在，PLC系统已经成为化工行业的首选安全防护设备，已被大量应用于很多化工行业的ESD系统中。

3 自动化控制技术在化工生产中的新应用与探索

近年来，安全生产越来越受到重视，更加需要依靠科技的进步提高生产过程的安全性。再加上化工安全生产的要求逐渐严格，人们对自动化控制技术有了更高的要求，化工安全技术也有了新发展。

3.1 自动连锁报警系统

化工行业是高危行业，生产环境十分复杂。高温高压，腐蚀，毒性充斥着整个生产过程。一旦发生危险事故，后果不堪设想。自动联锁报警系统可以进行实时监测，一发生安全事故，立即自动发出报警信号，给管理人员充足的时间组织人员

3.2 设备安全性能的自动检测

化工安全事故时有发生部分是由于设备的故障原因导致的，因此，应对设备进行安全性检验，从根本上保障安全生产。可以通过对设备的构造进行分析和摸索来开展化工自动化的检测方法。

3.3 装置的自动化

在发生危险时，员工来不及也不便去处理时，自动处置装置就可以自动做出安全的处理。如在有毒气体发生泄漏时，可以直接隔离；在发生火灾时，可以直接自动进行熄灭。

4 结语

在安全生产越来越受重视的今天，自动化控制技术显然已经占据了化工生产中的主导地位。在我们充分享受自动化技术给我们带来的便利的同时，也要深刻的意识到，社会是不断发展的，只有进行创新与技术升级，才能使企业一直立于不败之地。要从根本上提高安全意识，每个人都要做到安全生产，每个企业都要做到安全生产，提高企业生产力，促进企业持续活力发展。

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