自动化控制在化工安全生产中的运用研究

巩福猛

摘   要：随着社会经济的飞速发展，化工工业成了我国重要的行业，在我国经济发展中占据了重要的位置，同时，化工生产也伴随着较大的危险性，比如易燃、易爆以及化学腐蚀等问题。在科学技术快速发展的背景下，自动化技术已经被广泛地应用到各行各业，特别是在化工生产中，大大地提高了安全性，也保证了生产的质量和效率。基于此，对自动化控制的内容和概念进行了简单的分析，并探究了我国化工生产自动化控制的情况，研究了自动化控制运用的重要性，探究了新型自动化控制技术的发展方向。

关键词：自动化控制;化工安全生产;技术应用

随着科学技术的发展，自动化控制技术成为生产工业的核心。自动化技术的应用，使工业产品生产更具多样性、快捷性、安全性、方便性，同时，还能减少工作量，提高生产效率和产品质量。而化工生产的过程非常复杂，使用到的化学物质大多具有一定的危险性，在生产中需要严格控制，因此，这对操作人员的专业性和应急能力要求比较高。保障化工生产安全是工作的首要任务，而利用自动化控制能够通过智能的检测、诊断等技术，及时准确地对潜在的危险进行判断，还能应对一些突发事件，提高生产的安全性。

1    自动化控制技术的应用现状

1.1  自动化信息系统的应用

自动化信息系统的应用主要是依靠计算机辅助系统，比如计算机辅助工艺设计系统、辅助设计系统等一系列计算机辅助系统。这些辅助系统不仅提高了生产工艺的效率和生产的标准化水平，还能帮助设计师完成一些细小零件部位的设计和制造，创建详细的信息库，为后续生产工作建立全面、健全的数据信息库，加强企业内部各单位、部门甚至是各车间的信息交流，推进工作的信息化进程，简化工程流程，提高工作效率[1]。

1.2  自动化生产系统的应用

自动化生产系统应用最大的优点就是对于机械制造过程中许多重复的工艺可以自动完成，大大减少了人工的工作量，比如零件装配、包装分点等工作。同时，还能减少人工工作的失误，提高加工生产产品的质量和效率。自动化生产系统可以优化工作环境，提高产品的环保性和清洁性，减少残次品的出现频率，更大程度地满足客户需求，提高企业效益。

1.3  自动化设备装配系统的应用

设备的装配是机械制造过程中重要的步骤，机械自动化装配系统是重要的技术，除了可以提高生产效率，还能在很大程度上保障产品的质量。人工的装配工作从劳动量和智力上来说，都远远不及自动化系统的水平，自动化装配系统在代替人工操作的情况下，根据预先的规则来装配零件，进行包装、搬运、装箱等工作，形成了生产的自动化操作。自动化设备装配系统的应用在机械制造中占据了重要的位置，在产品的产量和质量上作出了巨大的贡献。

1.4  自动化检测系统的应用

在科学技术快速发展的背景下，机械制造行业中对于复杂、特殊的功能技术要求越来越多，包括加工设备和材料、零件的质量和性能都有了明显的提高，所以产品检测工作的难度也在不断加大。而人工检测的缺点除了无法满足精密度高的检测要求外，在效率上也无法达到企业的要求。自动化检测系统的应用恰好弥补了这些缺点，甚至为机械制造的检测工作创造了新的局面。目前，应用较多的检测技術包括：电流信号识别检测技术、模拟人工神经网络检测技术等。自动化检测系统降低了机械制造业检测的难度，提高了准确性，确保了产品及相关设备技术的精确性[2]。

2    自动化控制在化工生产中的应用情况

2.1  各类仪表的实时监控

自动化控制在化工生产线直接控制中的运用主要是仪表的监控。化工生产具有一定的危险性，而安全仪表能够对生产中的各项数据进行监测，实时地显示生产的状态，工作人员可以直接通过仪表的数据信息来判断是否存在危险，从而决定采取怎样的措施。自动化控制技术的应用就是通过微处理器与大型集成电路合理地组合而提高设备的自动化控制效果，两者之间通过有效的配合，对生产过程中的情况进行准确的监控，从而提高整个生产系统的安全性。同时，根据化工生产不同流程以及危险性，可以对自动化控制设备进行不同的调整，实现对不同控制对象的选择性控制，从而实现对生产安全性的有效控制，是推动我国化工生产发展的重要措施[3]。

2.2  生产监控与故障诊断

在化工生产中，由于过程复杂、环节众多，任何一个工作步骤出现问题都有可能造成安全事故。所以，利用自动化控制模块对所有生产的环节进行全程监控，通过对数据的收集和处理，与正常数据区间进行比对和分析，能够准确地检测出问题数据，并精确地找到问题所在。一般这种检测是以模型为检测方式，但是相对来说难度较大，应用起来也比较复杂，所以在化工生产中，一般会使用专家知识法进行检测。主要是有针对性地对生产的故障情况进行监控，比如故障发生时间、程度、原因以及可能产生的后果等，通过对数据进行对比并制作出相应图形来反映故障发展的趋势，帮助工作人员快速地找到应对之策。专家知识法的应用可以实现对生产工作的各项环节进行数据收集和整理，将分析的结果都保存到数据库中，提高数据诊断的准确性，扩大诊断模块的监测范围。一旦这些数据在模块中被激活，在后续对数据的系统整理中，就可以实现全过程的监测，保障工程的安全进行[4]。

2.3  紧急停车系统的应用

紧急停车系统在生产过程中应用得比较广泛，主要是对各种关键的数据和工作情况进行监视和控制。如果发现监测的内容与正常的数据范围严重偏离，紧急停车系统就达到了停车的标准，所以监控系统就直接被紧急停车系统取代，对问题故障的过程实行顺序停车，保证生产过程的安全性。这种自动停车的操作系统能够保证设备和人员的安全，减少事故发生的频率。紧急停车系统有3种状态，正常停车、局部紧急停车以及全面紧急停车。根据不同的状态会有不同的自动化操作。比如设备属于正常维修的范围，就会实行正常停车，如果设备因为意外事故，比如零件的损坏或者不可预期的故障，就会进行局部紧急停车，如果遇到毫不知情的停电、停水情况，就要实行全面的紧急停车，从而保证设备生产的安全性。当然，紧急停车系统主要是为了使化工生产技术的安全性更加稳定，关乎着国家财产和人身安全，所以对该系统的准确性和灵敏度要求比较高。在进行设置时，停车系统要有检测模块、逻辑单元以及执行模块，为了保证工作的有效性，任何一部分都设置有备用的设备，一旦出现故障，备用单元就会发挥作用，不会影响工作的准确性。

3    自动化控制运用的重要性

在化工生产的过程中，安全管理是重要工作，必须对化工生产的过程进行控制，其中，使用自动化的控制方法是最有效也是最符合现代化技术的方式。自动化控制系统将控制理论和控制技术进行科学的结合，从化工原料的使用再到产品的产出，全部过程实行智能控制，同时，还要对生产设备工作中的温度、电压、液压等有关参数实行监测，才能保证生产的安全性。化工产品是下人们日常生活中常用的物品，产品质量直接关乎着人们的身体健康，许多化工产品在生产时需要用到比较危险的原料，所以产品也可能存在一定的危险性。因此，在生产过程中，必须严格地控制产品的质量，提高产品的安全性，对每一个环节的数据进行实时监控，降低危险因素存在的可能性。任何一个小的失误都可能引发生产过程中产生安全事故，而自动化控制系统的应用能够实现对每个工作状态数据的准确监控，一旦发现任何异常都会实行对应的反应，以此来降低安全事故发生的概率。可以说，自动化控制系统的运用是当下提高化工生产安全的主要措施，也是有效的措施，应该深入研究，不断地提高技术的运用，推动化工生产的稳定发展，提高化工产品的质量和安全[5]。

4    新型自动化控制技术发展

4.1  设备自动连锁报警与检测

在化工生产中，必须保障机械设备在高速工作时的安全性，所以对其温度、湿度、压力等各项参数的指标要求都比较高。而自动化控制技术能够实现对这些参数进行数据的控制，一旦发生故障，参数值发生变化，设备就会进行连锁报警，为工作人员提供维修参考，提高维修的及时性，减少故障的发生。自动化控制技术最主要的任务是对设备的工作状态进行检测，一旦发生设备故障，系统就能准确地判断，从而提高化工设备的检测治理和效率，保证生产的安全进行[6]。

4.2  安全管理系统中的ESD应用实践

紧急停车（Emergency Shutdown Device，ESD）系统能够对生产工艺系统参数进行专门的监控，从而实现安全自动化的生产。工作原理就是针对工艺参数，与其工作状态中的参数进行对比，一旦发现超过了正常的范围，将对设备进行紧急的强制性停工，从而实现对生产管理的检测和控制。所以，这种紧急停止的功效能够保证设备的安全以及工作人员的人身安全。随着科技水平的不断提升，ESD系统的应用也更加地深入和完善，比如继电器逐渐被可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）代替，提高了監测反应的速度，对故障问题的监测更加地深入。另外，相对于继电器，PLC设备更加轻便和小巧，在维修和运行上，也降低了成本和难度。PLC还能实现编程控制，提高了工作的精确性和严谨性，还可以根据化工生产的各个不同状态来修改程序。所以在这些优势上，ESD系统的紧急控制效果也有了较大的提升，能够大大地降低化工生产安全事故的发生频率。

4.3  自动化安全装置的使用

随着自动化技术的发展，化工生产也在不断地利用自动化控制技术来完善生产过程，对生产环节、设备等各项内容实行自动的监测。同时，在自动化技术的深入研究中，对相关设备的设计和生产也在不断地探究，推动了自动化安全装置的研发和使用。该装置既能够实现对危险系数的探测，也能够自动地对事故现场进行处理。比如一旦有火灾发生，安全装置中的温度、烟雾等参数就会自动检测出事故的状态，通过自动化的反应控制，实现智能救火反应，对现场状况进行紧急的救助，减轻事故带来的伤害。

5    结语

自动化控制技术在化工生产中发挥了重要的作用，有效地提高了安全性和稳定性，同时也影响了化工生产行业的整体发展水平，推动了我国化工行业的经济发展。所以，我国必须对自动化技术进行引进和创新，努力跟上科学技术的步伐，不断地优化自动化技术水平，深入研究、大力发展自动化技术，不断提升化工生产的安全性和智能性，推动我国化工行业实现质的跨越，从而促进我国社会经济的不断发展。

[参考文献]

[1]王晓光.化工安全生产过程自动化控制技术探索[J].自动化应用，2018（3）：158-159.

[2]沈春梅.检测技术在自动化机械制造系统中的应用研究[J].电子世界，2017（7）：52-53.

[3]汪爱军，白存寿.自动化控制在化工安全生产中的运用[J].石化技术，2018，25（3）：262.

[4]邓建华.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化[J].化工设计通讯，2018，（6）：171-172.

[5]李小荣，杨述龙，王   军.自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用[J].化工管理，2017（6）：66-67.

[6]牛永泉.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化思考[J].环球市场，2017（21）：22-23.