自动化控制在化工安全生产中的应用

张巍

(中安广源检测评价技术服务股份有限公司江苏分公司，江苏 南京 210046)

1 自动化控制概述

化工企业实际生产过程中利用自动化控制技术，能够对整个生产环节进行精准的控制，充分利用自动化控制技术，通过对算法进行有效的控制，来调节理论和技术之间的关系，针对各个加工环节进行自动化流程化的管理，同时还能够针对化工生产中的流量、温度、压力等相关参数进行精准的调节，保证整个生产环节真正实现自动化管理，从而减少从业人员现场操作时间，真正实现机械化换人自动化减人的目的。

当前，在化工生产过程中，使用自动化控制技术已经能够对压力、温度等重要的生产参数进行准确的控制，真正实现自动化管理的目的。对于大部分的化工产品来说，其原辅材料都具备易燃、易爆、有毒、腐蚀等特点，很容易形成安全隐患，在生产过程中危险有害因素种类较多也是化工企业生产中所面临的最为关键的因素。所以，企业应更加重视化工安全生产管理工作，保证化工生产的有序进行，充分发挥自动化控制技术的应用优势，通过对整个化工生产过程进行全面的管控，保证整个生产流程的安全性，促使化工企业的稳定发展。随着科学技术水平的不断提升，自动化控制技术已经成为一种非常常见的技术手段，而且在化工生产环节具备十分重要的意义，能够有效控制生产过程中出现的安全隐患，从而对生产过程中的温度、湿度进行有效的调节、监控，一旦发现生产流程出现异常状况，还能够采取有效的应对措施，最大程度地降低意外事故带来的影响[1]。

2 化工安全生产自动化控制系统的应用

2.1 安全仪表系统

就化工行业自身的实际特点来看，作业人员可能长时间暴露于危险环境中，大部分的原辅材料、催化剂、中间产品、产品都或多或少具备一定的固有危险特性，如：易燃、易爆、腐蚀、有毒等，甚至作业环境中还存在噪声、粉尘、有害气体等职业病危害因素，所以也必须对作业现场环境进行有效的管理，通过对现场的各项危险有害因素进行有效的控制，明确控制阈值，可以有效保障现场工作人员的人身安全。化工企业生产过程中，面对生命安全不能够有丝毫放松，应针对生产过程中的各个影响因素进行全面把控，确保各类检测设备的有效投用和检测、监测数据的准确性，能随时调取各种设备的运行参数和性能，一旦发现异常工况，通过调节参数、联锁保护、紧急切断等有效措施进行工艺保护。

化工生产环节，使用安全仪表系统主要包含以下几点功能：首先，能够针对生产设备的运行参数进行有效的监控，这样就能够保证各种设备处于正常运行状态；其次，生产过程中，针对各种生产设备运行过程中有可能出现的问题进行精准的分析，最终确定故障出现的具体位置，并且发出警报；第三，出现故障时，能够自动切换成化工生产模式，将自动生产转变为手动生产，能够为后续故障检修提供便利；第四，出现故障以后，需要对设备进行检修，能够保证后续的检修过程更加安全，防止自动化指令对系统调节产生影响；最后，在预定程序中相关工作人员，在实际操作过程中一旦发现问题就可以进行逻辑运算，并且给出最终的解决方案

2.2 安全联锁系统

要想保证化工生产的安全稳定运行，尽量减少由于过程控制失误引发的意外事故，降低重特大事故发生的概率，就应该针对化工生产过程中有可能引发人身事故和财产损失的装置、设备和设施等，设置独立的安全连锁系统。所谓的安全连锁系统就是指化工生产过程中从事故入手，对整个生产流程进行停止作业以及正常运行的工作系统。在实际生产过程中，利用安全连锁系统能够确保各个装置的正常运行，并且对其进行在线检测，一旦发现运行参数超过了极限值或者生产环节存在威胁性，这一装置就会立即执行逻辑程序，迅速发出信号，从而对整个生产环节进行连锁保护，并且将与生产过程相关的各种设备处于临时状态，防止对设备产生损坏或者造成人员伤亡。对于整个生产流程来说，安全连锁系统是独立的，同时也是保证化工企业本质安全的关键环节，是整个化工生产环节安全性的最后一道保障。一旦设备运行过程中出现异常状况，就能够根据系统的实际要求，在许可时间内将设备转移到安全的状态，同时又能够控制系统本身在出现一个或者多个问题的时候，防止生产装置误停车引发的不必要资源浪费。

2.3 故障诊断系统

与普通的工业生产流程相比，化工生产整个过程非常的复杂，并不能够完全使用模型的管理方式对生产过程进行监督管理，由于化工生产过程具备很强的严密性，每一个环节都必须达到相关标准的要求，以安全生产作为第一要素，将相关的理论知识和概念，全部应用到化工生产过程进行有效的管控，采用切实有效的检测方式，对生产过程进行检验、预警，确保生产过程的稳定性。在生产过程中，自动化控制技术具有非常明显的优势，能够更加容易的完成生产任务，对于相关信息的处理效率非常高，而且也能够对数据进行有效的归纳和整洁，将其发送到数据库。利用自动化控制技术，还能够对系统运行过程中的故障进行有效的诊断，其准确率高于人力判断，使用自动化控制技术相关工作人员，可以以此数据作为依据，对不同环节的异常工况进行有效的调查分析，及时找出潜在的风险进行合理的预测，从而采取最佳的故障处理方式。充分发挥自动化控制技术的应用优势，能够有效提高整个化工生产的安全性，对设备运行过程中存在的故障进行准确的判断，这样也能够保证化工生产环节的有序进行。

2.4 紧急停车系统

化工生产过程中，紧急停车系统是一种非常常见的自动控制系统类型，具备保证生产安全的作用，在发生意外事故的瞬间，可以及时停止设备运行，临时中断整个生产流程。为了能够保证化工生产过程中紧急停车系统能够充分发挥其应有的作用，确保其能够不间断的对整个生产流程进行实时监控，同时还应该提高相关监控数据的更新速度，这样在监控中才能够及时发现设备运行中存在的故障，并且根据检测到的数据对系统进行自动化的操作，保证整个生产流程的安全性。从自动化控制系统的总体角度来看，紧急停车系统必须独立于整个生产流程，也就是说，其他系统停止运行的情况下，紧急停车系统仍然能够正常运行，所以需要对紧急停车系统的逻辑设计进行有效的调整，使其具备更好的适应性，保证化工生产的有序进行。此外，在设计和应用过程中，也应该严格按照安全第一、预防为主的原则，从根本上减少意外事故发生的概率。

2.5 自动灭火系统

自动灭火系统是由多个部分组成的，其中最为关键的就是报警阀、传感器、水喷头等，通常情况下，自动灭火系统是利用单片机对整个系统的电路进行精准的控制，以此来达到自动化灭火的目的。一旦化工生产过程中出现火情，传感器就能够及时检测到火情，然后将相关的信号传输给控制电路，单片机发现火情相关信号以后，系统就能够自动化的启动开启消防泵的喷水阀门，然后就会立即喷出水，进行灭火。自动化灭火系统还能够有效控制喷头的喷水效果，这样也能够提高火灾出现时喷水的实际作用。化工安全生产过程中，可以使用一些新型的灭火设备，这样就能够将火情信息及时传达给相关的部门，组织工作人员与现场的人员进行有效的配合，尽快扑灭火灾，保证化工企业的安全性。

2.6 安全装置和报警系统

(1)安全自动化装置。在化工生产过程中，利用安全自动化装置能够对整个生产过程进行实时监管，一旦设备运行中出现意外状况，自动化装置就能够进行反应。例如，化工生产环节一旦出现了火灾事故，自动灭火装置就会做出反应，对火灾进行扑救，通过建立这样的安全装置，就能够在相关工作人员进行事故抢修时，提供更多的帮助，从而获得更多的救援时间。

(2)自动化报警装置。自动化报警装置是指化工生产过程中即将发生意外事故或者事故，刚刚出现时能够对相关人员进行提醒的装置。例如，双乙烯酮生产过程中，由于双乙烯酮的化学性质比较活泼，具备易燃易爆、强刺激性的特点。其危险性相对较高。所以，这一化学产品在生产过程中，一般都会利用自动化控制技术，针对生产环节中使用到的温度、流量、压力等方面进行严格的监控。以自动化报警系统为例，可以利用热电阻测量模板、触摸屏、热电阻等元件，再将这些元件组成不同的组别，就能够保证自动化报警装置更加安全、更加可靠。在实际生产环节，可以将安全监测系统和控制系统进行有机结合，形成更加精准的控制模式，以此来提高报警装置的有效性。

3 自动化控制优化方案

3.1 安全管理

化工企业在生产过程中，需要严格的控制每一个生产环节，根据相关标准的要求加大对生产流程的管控力度，同时还应该关注不同环节在生产过程中存在的安全隐患，及时采取有效的防范措施，尽量减少意外事故出现的概率，防止对整个化工企业生产产生巨大的威胁。在生产过程中，应对化工生产中使用到的机械设备进行日常保养和维护，利用自动化报警系统，一旦出现意外事故时就会自动发出警报，避免出现连锁灾害，例如：火灾、爆炸等。在保证化工生产有序进行的前提下，自动化控制系统具备较高的应用价值，所以各大企业必须加大关注力度，正确处理外界相关因素的影响，保证化工生产环境更加的安全可靠利用自动化控制技术，发送相应的检测信息，从检测信息中获得能够解决问题的相关数据和信息，在此基础上，制定有针对性的设备维护方案和管理计划，保证计划落实以后，即使化工企业出现异常状况，也能够及时采取有效的预防措施[2]。

3.2 取代人为操作

化工安全生产过程中，人为操作、设备安装等流程都有可能会出现误差，而整个化工生产中，任何一个细小的误差都有可能会产生非常严重的后果，最终带来巨大的经济损失。由于人文因素所导致的误差，能够利用有效的措施进行控制，尽量减少误差的出现，确保化工生产环节的有序进行。在这一过程中可以充分利用自动化控制技术，发挥其应用优势，来解决人为操作所产生的误差，通过对误差值进行精准的控制，能够有效降低误差出现的概率，保证化工安全生产的顺利进行，保证工作人员的生命财产安全，从而提高化工企业生产的经济效益。通过建立完善的报警系统，结合自动化控制技术来取代传统的人工操作，这样就能够使生产设备具备更高的安全性和可靠性，同时能够针对意外事故进行有效的防控，正确处置误差问题，以此来提高化工生产的综合效益，促进化工企业得到长远的发展。

4 自动化控制发展趋势

当前，我国的国民经济发展水平持续保持快速稳定增长，化工企业为了能够更好的适应时代发展的要求，也应该不断的革新生产技术利用自动化控制技术，主要依靠计算机强大数据处理能力，充分利用和发挥其优良的信息存储和数据分析能力，根据实际需求对生产设备进行自动化的调节，具备很强的专业性。为了能够切实提高化工生产流程的自动化管理水平，应针对整个生产过程进行不断的调整和完善，最终建造出符合企业自身特点的生产体系。由于不同的设备，其本身的性能存在一定的差异性，针对设备进行升级换代时，也应该重点考虑与自动化控制系统的匹配度。建立平台时，也应该考虑到系统是否存在适用性，能够同时满足自动化控制系统的多种运行要求。

5 结语

由于化工生产过程中面临着较大的生产安全风险，在生产过程中装备自动化控制技术具有非常重要的意义。所以，也应该加大相关企业的关注度，从实际应用情况来看，在化工生产中将自动化控制技术应用到安全仪表系统、安全连锁系统、紧急停车系统以及故障诊断等多个方面，并进行有效整合，能够有效提高化工生产流程的本质安全程度。