化工安全生产中自动化控制的应用

刘晓燕，翟德铭

（濮阳石油化工职业技术学院，河南濮阳 457000）

化学生产过程中，如果操作不当会引起一定的环境危害，在生产过程中发生任何故障都会引发事故，应用自动化控制技术就能有效地降低化工存在的风险。大型化工企业所用的原材料，大部分都是易燃、易爆的，而且大部分都是对人体有害的，有的甚至要在高温下工作，所以化工产品的生产仍然存在着巨大的风险，如果在生产过程中出现工作失误或产品泄漏，极易造成重大安全事故。在化学工业的生产过程中，自动化控制方法的应用是十分重要的。

1 自动化化工生产控制技术

化工企业的自动化管理实质上就是对其进行控制，从而使控制理论与控制技术相互配合，自动记录原材料和成品的加工过程，实现对整个温度、流量、压力、液位的控制，并自动接入自动控制系统。

生产过程中各工序间的平衡应被认为是可持续的、必要的。然而当干扰发生时，可调节变量会产生位移，在进行控制时，使其回复到稳定状态，使不稳定的部件回复到初始的稳定状态，称为动态过程。

由于化学控制自动化的发展，它的作用和信息反馈有很大关系。通常情况下，如果控制器能够采取相应的措施，将所需的控制信息反馈给控制器，使其与实际的数据相符合，则可以进行下一步的校正。该方法进一步简化了网络的有效使用或控制，使其与相应的指令保持一致。尽管不需要人为地实施相应的操作控制，但人仍是指挥的来源，它随着人与人之间的信息交换而变化。

随着时代的迅速发展，如果仍依赖人工操作，对化工生产精度的要求越来越高，必然会出现不可预见的情况，但相应的固定工作模式可通过自动控制系统进行设置，极大降低了出现问题的可能性。

2 自动化控制技术的重要性及意义

一般说来，化工产品如果生产防护措施不当会对员工的人身造成严重的伤害。所以，为了有效地解决这些问题，必须将自动化控制快速地实践使用到化学工业的生产之中。另外，在管理方式的自动化方面，不但在一定程度上减少了人工操作，而且保证了人员的安全。它可以有效地消除人工操作的缺陷，从而保证工作效率，使整个系统运行更稳定。该技术在实际生产中遇到意外情况时，能够快速处理问题，减少不必要的损失，获得较高的经济效益。自动控制系统能对某一具体生产过程进行全面控制，快速发现问题出现在哪一部分环节，并在第一时间及时通知员工，以便员工尽快处理。化学工业是一个高风险行业，但也给人们的生活带来了巨大的影响。很多生活中使用的产品，都是用化学方法制造的。化学工业一般包括使用或制造易燃易爆物品，威胁到企业长远发展。由于生产设备高度复杂，员工在工作过程中很难实现有效的风险规避。

对化工企业实施科学有效的自动化生产控制，使化工生产在安全、稳定的环境中完成。自动控制技术的出现，为化工工业的进一步发展提供了广阔的空间，有利于化工工业的深度转型。实际应用中，自动控制技术可对化工生产过程进行全面的控制，对化工生产过程中出现的异常现象及时发现并排除故障原因，保证员工的人身安全。

3 化工行业的工作特点

1）高危险性。与其他工业相比，化学制品在火灾、毒气泄漏、爆炸等方面存在更大的危险。由于化工行业的原材料具有很高的危险性，在运输、贮存和生产过程中，稍有疏忽就会导致不可弥补的损失。

2）对环境的要求很高，因为化学工业的特殊原材料，需要真空、高温、低温、高压等特殊的环境条件，这些条件的不稳定性、高危险性，使得化工行业的生产环节更加具有风险性。

3）要有规模。随着科技水平的提高，自动化的规模化生产已成为化工行业的主流，在机械化的基础上，机械设备取代手工，提高了生产的准确性，减少了生产的风险，提高了产品的安全。

4）预防措施。当前中国对碳化工业的安全生产给予了极大的关注。“十一五”时期，我国的安全管理方针是：预防为主，综合治理，预防和管理并举。在整个生产流程中，公司都应当做到这一点。在风险评估、预测、控制等方面，对化工企业的风险进行了科学、有效和正确的评估、预测和控制。

5）科学。经过几年的生产实践，人们对安全保护有了一定的了解。只有通过不断的实践与综合，才能使安全管理学科得到发展。它是一门综合学科，具有复杂的知识系统和跨学科的特点。该专业的课程包括社会学、经济学、哲学等。安全管理的科学性是社会科学和自然科学有机结合的结果，它反映在生产实践中。

6）制度。将安全生产问题引入到整个生产活动中，从全局到个别，尤其是全局与环境的关系，是一种从全局到全局的分析方法。

4 化工安全生产自动控制中的问题

自动化控制的最重要功能是获得有关化工生产的相关信息并进行交换，从而有效提高相关生产过程的效率。

需要借助科学的技术手段，进一步加强自动化控制体系的安全运转，使其充分发挥作用。

4.1 安全方面的专业人才队伍综合素质需要提升

改革开放以后，我国的社会主义市场经济得到了进一步的发展。经济发展与环保相关的一系列问题也随之而生。为达到清洁发展的目的，国家对有关法规进行了修改，为新时期化工行业的发展提出了明确的要求。作为我国的支柱工业，化工行业的生产工作非常重要，为了保证产品的品质和对环境的保护，必须提高员工的综合素质。目前，我国化工企业在安全、环保等领域的发展，已形成了较为完善的管理体制，但总体上，企业的安全管理人员素质偏低，安全专业人员比例偏低，人员缺乏，无法及时发现安全隐患，对环境造成不良影响和破坏。通过对我国石化行业的人才现状进行分析，得出我国目前存在的年龄结构问题，严重制约着化工企业的安全生产与环保管理工作[6]。

4.2 员工环境保护意识淡薄

没有充分认识到环境保护的重要性，只关注经济效益，不重视安全生产，这是最大的隐患[7]。

4.3 企业职工的操作水平低

由于员工缺乏足够的工作能力和应变能力，造成了许多事故的发生，造成了企业和社会的巨大损失。因此，要加强化工企业的安全管理，必须具备过硬的技术和严谨的工作态度，必须从整体上提升员工的素质。

4.4 安全生产监督管理不到位

许多企业在发生安全事故时，由于法律、法规的执行不力，而安全管理又不严格，对安全生产造成了极大的危害，甚至有可能造成事故。

5 自动化控制系统在化工安全生产中的应用

5.1 检测系统

大部分化工企业一年的生产任务超过300d，很多企业的设备都是不间断运行，导致设备老化、磨损等问题，从而引起化工行业的安全问题。通过采用化学自动控制系统，可以很好地解决这个问题，利用NDR 技术可以直观地反映设备的状态，为企业节省人力，减少工作时间。另外，应用该系统可实现对设备运行的有效评估，避免设备运行风险，极大地提高化工企业生产安全系数。

5.2 故障诊断系统

在化工生产过程中，故障诊断与自动重构是自动控制技术中的一种重要应用方法，极大地提高了生产效率。利用该系统可以对检测到的故障进行分析，确定故障的位置和原因，根据事件的性质和自动恢复情况，制定最有效的故障排除措施，及时消除生产中的常见故障，避免影响企业运行的问题，确保化工生产的一致性，成功避免了一些生产事故。当前，化工生产故障诊断系统应用还需要不断完善，从而使设备的安全性提高。

5.3 紧急停车系统

由于现代科技的发展，化工企业积极引进先进的技术和工艺，为化工企业的生产提供了更多的保障。通过自动安全装置的安装实例，能有效消除并及时消除风险，安全生产。采用无损探伤装置自动控制系统，对各种化工原料进行安全控制和综合分析，以保证化工生产的安全可靠。应急停机系统的主要任务是监控化工生产过程中的数据参数和设备状态。当生产数据出现偏差时，自动替代工艺控制，确保及时停止，保证化工生产安全。化学产品分析是在以下条件下进行的。

（1）常规停车，因为设备需要维修，然后执行目标明确、规划的停车作业。

（2）化工生产中因设备突然损坏、突然断电等，需现场紧急停车。

（3）全面紧急停车，在实际生产过程中可能出现电力、水等情况。应急停车系统可能会影响化工生产的安全，应注意应急停车状态。通过控制、逻辑和执行模块的串联，建立了一个通用的应急停机系统，该系统要求有独立性和可靠性。

5.4 安全装置

自动处理系统能有效地处理化工产品安全生产中的某些突发性故障，及时发现问题，分析问题，采取科学的对策，减少故障造成的损失，保证化工生产的安全。安全装置系统一般用于化工企业生产中涉及腐蚀性的有毒、易燃、易爆物质，化工企业涉及此类物质时必须严格控制工艺参数，降低压力等因素，如果数据异常，温度、液位和流量可在标准范围内使用安全仪表系统，根据封闭逻辑预测后果并采取控制措施。安全仪表系统已在大型化工企业中得到应用，可对生产设备进行监控，以确保安全运行，使安全可靠。

5.5 自动连锁报警装置

化学工业实际生产中，各机组均处于高安全状态，对机械设施周围的热度、压力、成本等方面有严格的要求。自动化控制技术可将生产过程中不利的环境数据整合在一起进行处理调整，自动化控制技术下实时调节生产过程中的压强力度和生产速率。

在化学工业的生产过程中如果出现不可避免的危险状况，也可在第一时间响应自动报警装置，工作人员即可在最短时间内检测出危险的源头并实施准确有效的解决办法，以保证工艺设备的安全，使操作人员获得故障排除和设备维修的有用参考数据。

创建高效合理的处理方案，极大提升了危险事故的解决速率。装上自动报警锁后，当危险事故发生的第一时间内，报警设备即可及时传递到每位工作人员，并自动控制设备停止运行。一般情况下，设备报警自动锁定系统能够在设备运行过程中及时发现温度上升或压力过大。

在设备出现故障时，自动闭塞报警系统能够及时报警，控制生产过程中的自动化操作方式，保证设备正常工作温度和压力，并能及时发现故障，采取相应的应急措施，保障化工企业的安全稳定生产。

5.6 提升安全意识，做好安全知识的普及与宣传

在化学行业中，要加强对内部的安全知识教育，提高安全管理水平。一些员工的安全意识不强，没有严格遵守相关的安全管理规定，造成了安全事故。加强公司内部安全管理，加强员工的安全意识，加强对科研、管理、一线人员的培训，加强安全宣传，增强员工的安全意识。在培训结束后，要制定安全教育调查表，并运用现行的评估体系，对员工进行系统的安全教育，提高他们对安全知识的认识和掌握。

5.7 优化生产流程，提升施工人员的操作能力

针对化工企业的特点，结合企业的具体情况，制定科学、高效的安全防范措施和管理方案。科学、合理的安全生产规划可以使管理者更加科学，有效地提高监督管理的科学性和有效性，从而更好地保证企业的安全。在化工企业的生产中，要注重和加强实际的生产操作，建立科学的保护措施，严格执行相关的规章制度。

在生产过程中，要不断地进行更新和升级，以提高员工的技术水平，特别是在某些化学反应过程中，员工的操作水平对化学反应的影响很大，一不小心，就会造成严重的安全事故。要做到安全、科学、可靠地生产，必须严格控制生产过程。

6 结语

从自动化控制技术的角度来看，它在很大程度上促进了化工企业的安全生产，同时也是各种工业生产的有机组成部分。传统的手工操作已不能满足现阶段企业，特别是化工行业的需求。基于这一点，在现阶段，采用自控技术是相关企业的主要选择。此外，自动化控制不仅保证了生产的安全和效率以及整个系统的稳定性，还为企业提供了稳定的经济效益和有效的发展机会。