自动化控制在化工安全生产中的应用及优化

2020-01-14刘利岳广东省安全生产技术中心有限公司广东广州510050

化工管理 2020年22期

刘利岳(广东省安全生产技术中心有限公司，广东广州 510050)

0 引言

化工产业在我国经济体系结构中占据着重要的地位，其安全生产过程是确保社会经济可持续发展的重要保障。在化工产业的生产与发展过程中，因自身的特点，对环境以及生产人员均存在着很大威胁，安全隐患更是无处不在，极大影响生活与生产过程。

1 自动化控制技术在化工安全生产过程中的重要意义

化工产业其所对应的产品与原材料，均存在易燃易爆且有毒有害的特点，在生产过程中，原料与产品也会对实际的生产容器造成很大的腐蚀作用。因此，如何实现安全生产，已经成为整个化工产业所面临的首要难题。在化工生产过程中，也存在很多的不可控因素，尤其是生产人员问题，其自身的工作经验及认真态度，往往也决定着生产过程是否安全可靠。在这种背景下，众多化工企业开始从生产过程入手，寻找更有效手段去排除人为因素对安全生产的影响。在提高生产效率的同时，大幅度降低安全事故的发生几率，并及时发现生产过程中所存在的故障及安全隐患。

化工生产过程使用自动化控制技术，是整个行业的一次全新变革，对安全生产过程的保障力度，更是超出了以往所有的控制手段与制度。自动化控制技术不仅有效减少人为因素在生产过程中的影响，还能对实际的生产过程实施全面的监督与检测，及时发现过程中可能存在的故障，并利用自身的控制手段实施纠正，进而全面提升了整个生产流程的安全性。另外，自动化控制技术也可为生产企业提供足够有效的事故补救方案，实施过程更科学高效，进一步降低了生产过程的风险。

2 自动化控制在化工安全生产过程中应用

2.1 自动化控制技术可对安全仪表系统实施整合利用

化工产品在生产过程中，对生产设备的温度、湿度、压力与压强等参数要求极为严格。其产品与原材料自身更是存在着易燃易爆与高腐蚀性的特点，因此，在生产操作与监控过程中，不能出现任何差错。如今，很多化工企业利用安全仪表系统(Safety Instrumented Systems,SIS)对生产过程实施监控，可快速发现生产环节中所存在的设备故障以及安全隐患等问题。SIS可以对安全风险及时反馈，提示相关工作人员进行必要的调整与防护处理，主要具备如下六点功能：

(1)SIS可对生产过程中，各类设备的实际运行参数与状态进行实时监控，并可根据参数的变化及时发现各类安全运行问题；

(2)SIS可确保在某些设备与生产环节出现问题时，及时有效报告具体的故障发生位置，便于维护人员及时进行处理；

(3)当生产过程出现安全故障时，安全仪表系统还可以自动解除生产动作，自动关闭风险位置，提高整体的安全性；

(4)化工生产过程所出现的故障，在其彻底消除前，安全仪表系统(SIS)不允许任何新的调节指令生效，可以大幅度提升对安全事故范围的控制；

(5)SIS可以大幅度提升人员操作的规范性，一旦工作人员在操作过程中存在错误，那么这一系统就会根据其内部已经设置好的动作程序进行逻辑处理；

(6)SIS可对已经存在的安全隐患进行及时有效地处理，降低事故发生的可能性，从根本上提升化工安全生产整体安全性。

2.2 自动化控制技术实现生产过程监控与故障诊断

化工生产过程中，其自身的流程环节较为复杂，不适合采用模型的方式实施安全监管，但其各个环节也有着自身严格的规范，因此，可以基于生产过程中所能利用的各类专业知识，对过程实施有效的检测。自动化控制系统可以将各个环节的相关数据进行有效处理与分析，并将其发送至相关数据库，同时也会激发系统中所存在的诊断程序。诊断程序激活后，会对已经存在的数据以及分析结果做深层次的加工与整理，借助诊断程序内部的数据分析逻辑，对可能存在的故障以及潜在的风险进行高精准度预测，并为相关人员提供较为可靠的解决方案。

设备自身的磨损与腐蚀也是影响安全生产的一个重要因素，同时，操作人员的某些不当行为，也会对相关设备造成一定的破坏，加剧了设备的老化，这些异常因素，都会提升安全事故的发生几率。因此，企业在实施安全生产的过程中，需要强化对运行设备的监控，充分利用自动化控制技术的优势，及时获取到设备运行的各项参数，诊断其可能存在的问题。设备诊断系统是指其利用自动化控制技术可以在最短时间内，发现设备运行过程中所存在的各项问题以及解决这些问题的可运行方案。

2.3 自动化控制技术在紧急停车系统中的应用

自动化控制技术所数显的过程检测，可以对生产过程中各项设备的运营实施有效监管，确保生产过程中各项参数的稳定与可靠，而紧急停车系统就在过程检测的同时，一旦发现相关数据指标超出设备安全运行范围，将会自动取代过程监测系统，并将生产过程关停，消除生产设备异常运行。早期的紧急停车系统主要依靠继电器以及各类硬件线路来实现，这种硬性的控制单元自身很容易出现问题，进而导致在设备运行发生异常时，无法做到及时有效的停车控制。并且，这种原始的停车技术也无法对设备故障的根源进行更有效检测，停车后系统需要很长时间才能恢复正常运转。

近些年，随着我国产业结构调整与发展观念的转变，人们对化工安全生产的安全控制系统要求越来越高。在这种背景之下，稳定性差且效率不高的传统继电器停车系统愈发无法满足实际生产的需求，以自动化控制为核心的PLC技术开始大规模出现。这种全新的控制设备体积很小，使用过程极为灵活，自身可靠性很高，并易于编程，因此受到众多行业人员青睐。另外，PLC技术不仅实现了高可靠性自动停车设置，还可以为安全维护过程提供足够的诊断技术参考，便于维护人员及时找到故障所在位置与具体的原因。早期的PLC技术仍显不够完善，主要是其在控制精度层面没有达到很高的水准，因此常被用于风险性相对较低的化工产业当中。随着自动化控制技术与PLC相关技术的不断发展，其自身的抗干扰能力以及控制精度与稳定性方面得到了很大的改善，已经可以很高的满足各类化工产业的实际安全生产需求。

3 化工安全生产过程自动化控制技术的优化方案

近些年，国民对于安全生产的意识也达到了一个全新的标准，对各个领域的风险意识也愈发明显。社会经济体系又离不开化工行业的支持，对其生产技术以及安全保障技术的研究就成为相关从业人员所关注的热点。自动化控制技术以及其他先进科学技术的诞生与应用，也是在这一社会潮流下迅速兴起，并总体呈现持续优化的态势。自动化控制技术的优化，不仅有力保障化工产业生产过程的安全，也为我国现代经济发展过程中，实现产业结构调整，提升可持续潜力方面提供了更多的实现基础。

3.1 化工设备装置的自动连锁报警系统

化工产业的每一个生产环节都有着自身严格的标准，设备运行所处的温度、湿度、压强等参数也有这极为严苛的规定，而这些控制参数在实际设备的运行过程中，很容易因外界因素的干扰而产生波动，进而对设备自身造成一定的损坏，并同时带来极为严重的安全隐患，如果不能及时发现并处理，很容易产生连锁型灾难，例如设备爆炸或起火，企业的安全生产秩序被严重破坏，其经济效益也受到了极大的影响，甚至会出现重大人员伤亡事故。另外，化工设备在运行过程中，一些突发的状况也会对安全生产过程带来很大的危害，例如停水、停电等，这种来自外界的破坏性因素，需要每一个化工企业提高重视程度。为了有效处理这类外界因素，企业需要为生产设备与过程配备自动连锁报警系统，一旦发现设备运行所处环境发生大幅度改变，及时告警，并将告警信息发送至相关维护人员，大幅度提升工作人员对这些外界异常因素的处理效率。

3.2 安全装置的自动化

化工生产环节中，如果是人工实施材料与其他装置的操作，则很容易出现各类细微的误差，而这些偏差是在人工操作模式下无法避免且改善的。同时，操作人员自身更是无法真正看到此类现象，当这些偏差逐渐累积，会对环节过程中的实际设备造成很大的影响，化工产品生产过程中的各类化学反应也很可能出现失控，进而出现生产事故，危害设备与人员的安全。为了有效解决这种人为因素对安全生产过程的影响，实现其实际环节中安全装置的自动化是一种极为有效的技术方案。安全装置实现自动化操作后，不仅可让各个工作环节的误差被大幅度减少，也可针对各种异常现象及时告警，便于操作人员做好相关的处理与预防工作。

3.3 检测设备的安全性优化

化工生产过程的风险与事故从本质上讲是无法避免的，而这些风险与事故更是与设备自身的稳定性及安全性有着直接的关联，因此，在实际的生产过程中，相关企业需要不断强化对设备的安全性进行检测。同时，这也是每一位化工企业实现安全生产的重要前提。相关企业需要不断加大技术开发力度，充分利用自动化控制手段，对检测系统及设备进行整合优化，提高其工作性能与反应速度，提高其对各类设备的检测效率，及时发现各类问题，整合问题所发生的特点，并从根源上实现高效处理，为安全生产提供最为基础的保障。