自動(dòng)化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙明武(深圳市明輝安全技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518122)

0 引言

自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用到化工安全生產(chǎn)中具有重要的作用，成為了提高化工安全生產(chǎn)質(zhì)量以及效率的關(guān)鍵，可以擴(kuò)大現(xiàn)代化工領(lǐng)域，增加綜合效益，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展發(fā)揮出一定的推動(dòng)力。化工生產(chǎn)容易受到多重因素的影響，安全隱患較多，安全事故易發(fā)。為了改善這一現(xiàn)狀，需要在化工生產(chǎn)中積極引入自動(dòng)化控制技術(shù)[1]。

1 自動(dòng)化控制在化工安全生產(chǎn)中應(yīng)用的意義

1.1 優(yōu)化工作環(huán)境

傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，通常是工作在一線的生產(chǎn)與操作人員將會(huì)暴露在危險(xiǎn)的環(huán)境下，受到外部因素與主觀因素的影響，容易產(chǎn)生操作方面的失誤，造成安全事故問題產(chǎn)生。作業(yè)人員長時(shí)間處在高溫、具有腐蝕性的環(huán)境中，身體健康受到影響。隨著國家安全方面的法律、法規(guī)不斷完善，雖然企業(yè)在作業(yè)人員個(gè)體防護(hù)和安全設(shè)備設(shè)施方面的安全投入有所增加，但是依然存在危險(xiǎn)性。而將自動(dòng)化控制運(yùn)用到化工產(chǎn)品的生產(chǎn)與控制中，將危險(xiǎn)性較大的工藝、設(shè)備通過自動(dòng)化控制代替人員操作，并把生產(chǎn)經(jīng)營情況連接到自動(dòng)化系統(tǒng)上，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整體化工產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的監(jiān)控，將其變得可視化和系統(tǒng)化[2]。

1.2 降低生產(chǎn)成本

化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營以及發(fā)展當(dāng)中，經(jīng)濟(jì)效益作為企業(yè)所追求的一大目標(biāo)。受到經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和市場(chǎng)壓力的作用，人力資源以及相關(guān)成本規(guī)模逐步擴(kuò)大。在化工安全生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)可以有效控制人工成本。此外，采用自動(dòng)化控制技術(shù)還能設(shè)置好對(duì)應(yīng)的數(shù)值和參數(shù)，利用技術(shù)來精準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，根據(jù)系統(tǒng)把所錄入的數(shù)據(jù)信息當(dāng)作參考，并且正確自動(dòng)生產(chǎn)化工產(chǎn)品。利用自動(dòng)化系統(tǒng)的控制讓總體生產(chǎn)過程被精準(zhǔn)控制，提高功能參數(shù)的完善程度，降低成本規(guī)模，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

1.3 避免事故

利用自動(dòng)化控制技術(shù)后，能夠保障化工生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率，還能讓設(shè)備在更為安全穩(wěn)定的環(huán)境下更好地運(yùn)行。利用自動(dòng)化控制技術(shù)，人工操作參與度大幅度下降，也降低了人員死亡率。此外，在整個(gè)化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的監(jiān)控，對(duì)所發(fā)現(xiàn)的安全問題和隱患及時(shí)有效展開處理，避免事故范圍，降低整體損失，讓企業(yè)長期穩(wěn)步發(fā)展下去[4]。

2 自動(dòng)化控制在化工安全生產(chǎn)中的具體應(yīng)用

2.1 應(yīng)用架構(gòu)和核心技術(shù)

當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)開始廣泛運(yùn)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事等多個(gè)方面，其具備非常強(qiáng)的自動(dòng)化、持續(xù)性特點(diǎn)。因此可以良好地運(yùn)用到化工安全生產(chǎn)領(lǐng)域中。功能方面以執(zhí)行單元為主，包含傳感器、終端處理器等，傳感器主要負(fù)責(zé)收集化工生產(chǎn)中的各項(xiàng)工作信息，及時(shí)傳送給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)作為主要控制點(diǎn)，執(zhí)行默認(rèn)程序，讀取信息，綜合不同信息展開有效的指令控制，負(fù)責(zé)良好地控制生產(chǎn)過程，加強(qiáng)自動(dòng)化作業(yè)的效果[5]。

2.2 安全儀表系統(tǒng)

化工企業(yè)在對(duì)化工產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用到具備腐蝕性、毒性且易燃易爆的物質(zhì)。在實(shí)際的化工生產(chǎn)當(dāng)中要嚴(yán)格控制好溫濕度和壓力等因素。一線工作人員需要按照規(guī)定范圍控制好相關(guān)環(huán)境要素，一旦控制當(dāng)中出現(xiàn)問題，將會(huì)出現(xiàn)不能挽回的安全問題?，F(xiàn)如今，化工企業(yè)已經(jīng)開始在實(shí)際的化工產(chǎn)品生產(chǎn)中引入安全儀表系統(tǒng)，通過這一系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況展開監(jiān)督控制，確?；どa(chǎn)中的安全性。這一系統(tǒng)具體由以下幾個(gè)基礎(chǔ)功能組成：首先，對(duì)有關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)展開監(jiān)測(cè)，確保不同設(shè)備穩(wěn)定良好運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，分析整個(gè)化工生產(chǎn)中設(shè)備出現(xiàn)的故障問題，明確故障具體位置，做出預(yù)警。接著，出現(xiàn)故障后，化工生產(chǎn)設(shè)施會(huì)主動(dòng)更換模式，將其從自動(dòng)變?yōu)槭謩?dòng)，為后面的故障檢查和維修帶來便利。然后，確保手動(dòng)檢查與維修的安全性，預(yù)防調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到自動(dòng)指令的影響；最后，在預(yù)定程序中，對(duì)工作人員的實(shí)際操作過程實(shí)施分析，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題要立即進(jìn)行邏輯運(yùn)算，提供解決方案[6]。

2.3 生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控

化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，針對(duì)整體的生產(chǎn)流程展開自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控，成為了提高生產(chǎn)安全性的有力手段。通過調(diào)查研究表示，化工生產(chǎn)產(chǎn)品當(dāng)中進(jìn)行生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控可以發(fā)揮出下面兩個(gè)方面的作用：其一，科學(xué)合理建立實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，有效對(duì)整體的化工生產(chǎn)流程進(jìn)行控制，了解化工產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際情況，在生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，人員也能夠利用監(jiān)控系統(tǒng)盡快檢查出設(shè)備故障實(shí)際情況與具體位置，方便高效地將設(shè)備故障排除，順利恢復(fù)生產(chǎn)。有關(guān)人員要重視記錄生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行情況和排除設(shè)備故障的方法，便于再次出現(xiàn)類似問題時(shí)加以參考和借鑒。此外在采用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)預(yù)先判斷和預(yù)防可能出現(xiàn)的設(shè)備故障，從而確保實(shí)時(shí)監(jiān)控化工產(chǎn)品生產(chǎn)全流程。

另外，化工產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)對(duì)溫濕度與壓力有著嚴(yán)格的要求，這就加大實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備儀表的重要作用。利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，合理對(duì)化工生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，全方位展開管控，展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，相關(guān)人員在真實(shí)掌握實(shí)際生產(chǎn)情況的基礎(chǔ)上，分析設(shè)備故障形成原因，運(yùn)用有效的手段，做到萬無一失，保證化工企業(yè)安全順利生產(chǎn)，為企業(yè)良性發(fā)展提供有力的支持[7]。

2.4 故障診斷系統(tǒng)

化工企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)有著較為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)管控?zé)o法單純依靠模型進(jìn)行操控。在總體的生產(chǎn)任務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，需要嚴(yán)格對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)實(shí)施控制。為了保證安全生產(chǎn)，一線工作人員要對(duì)文化知識(shí)進(jìn)行豐富，提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，積累豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，還要持續(xù)對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)施控制，對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)工藝實(shí)施優(yōu)化。這些操作無法利用人工控制來實(shí)現(xiàn)，通過引入自動(dòng)化的控制模式，滿足化工企業(yè)的實(shí)際需求，簡單化復(fù)雜的工藝，快速實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，高效進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，精準(zhǔn)對(duì)問題展開分析，有效的存儲(chǔ)問題實(shí)施處理，確保最終的數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠安全程度。在自動(dòng)化控制的正常工作狀態(tài)下，為現(xiàn)場(chǎng)操作人員帶來較為可靠的參考依據(jù)，及時(shí)對(duì)所發(fā)現(xiàn)存在的問題進(jìn)行解決，做好預(yù)防工作，提高解決問題的有效性，良好實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制目標(biāo)，提高工作效率，解決處理各種出現(xiàn)的故障[8]。

2.5 緊急停車系統(tǒng)

化工安全生產(chǎn)中緊急停車系統(tǒng)發(fā)揮出非常重要的作用。生產(chǎn)中主要包括三種停車方法：第一，正常停車。針對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和檢修工作，有計(jì)劃地進(jìn)行停車。第二，局部實(shí)現(xiàn)緊急停車。如果出現(xiàn)突發(fā)情況，出現(xiàn)停車需求，如設(shè)備產(chǎn)生損壞、電源電氣設(shè)備出現(xiàn)問題要立即停車。第三，全面緊急停車。在化工企業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，突然出現(xiàn)停水停電等意外，就要實(shí)施全面緊急停車的情況。設(shè)置好緊急停車的系統(tǒng)，主要是為了保護(hù)化工企業(yè)可以安全正常生產(chǎn)，從而提高不同類型動(dòng)作的可靠性。綜合硬件系統(tǒng)，將此系統(tǒng)劃分為下面幾方面：第一方面，檢測(cè)單元；第二方面，邏輯單元；第三方面，執(zhí)行單元。需要按照多重原則：第一，獨(dú)立設(shè)置，有效預(yù)防系統(tǒng)和設(shè)備帶來的系統(tǒng)錯(cuò)誤操作問題；第二，故障安全性的原則，科學(xué)合理對(duì)檢測(cè)以及執(zhí)行單位實(shí)施設(shè)計(jì)；第三，冗余原則，讓系統(tǒng)的不同單元設(shè)置好備用單元。第四，中間環(huán)節(jié)最少原則，降低中間儀器故障所帶來的不良影響，不論哪一種類型的儀表都可能出現(xiàn)故障，系統(tǒng)存在非常多的中間環(huán)節(jié)就越容易產(chǎn)生非常多的故障，不能確保其可靠程度。緊急停車系統(tǒng)的設(shè)置，目的是為了展開故障停車，避免錯(cuò)誤停車給生產(chǎn)帶來影響，保證現(xiàn)場(chǎng)儀表可以穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.6 自動(dòng)滅火系統(tǒng)

此系統(tǒng)具體由多個(gè)部分組成，包含報(bào)警閥、傳感器、水噴頭。系統(tǒng)會(huì)包括單片機(jī)，出現(xiàn)火災(zāi)后，傳感器在第一時(shí)間里檢測(cè)到火災(zāi)，并把火災(zāi)信號(hào)傳送到控制的電路中，等單片機(jī)處理火情信號(hào)后，系統(tǒng)自動(dòng)開啟噴水閥門，水從噴頭中噴出來，實(shí)現(xiàn)滅火。而且，這一系統(tǒng)還能對(duì)噴頭的噴水效果展開控制，強(qiáng)化噴水的滅火效果。面對(duì)新型的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，把火情信息傳送到相關(guān)的管理部門，與有關(guān)人員實(shí)施合作進(jìn)行滅火，及時(shí)完成滅火操作。

2.7 精細(xì)化工技術(shù)管理

自動(dòng)化系統(tǒng)在自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念中描述的比較詳細(xì)，利用有關(guān)手段更新審查化工工藝設(shè)計(jì)，能夠分析精細(xì)化化工設(shè)計(jì)中的步驟，發(fā)現(xiàn)存在的不足。比如分析設(shè)計(jì)中的工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題；在設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)所運(yùn)用到的每一種原料以及配料，利用自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)優(yōu)化化工工藝的目的，重新實(shí)施分析。自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念當(dāng)中能夠針對(duì)化工工藝的精準(zhǔn)、科學(xué)化提供現(xiàn)代化的算法，給生產(chǎn)流程提供適合現(xiàn)代化特征的生產(chǎn)形式。工作人員要從分意識(shí)到精細(xì)化工工藝設(shè)計(jì)具有巨大的空間，要從設(shè)計(jì)理念、靈感等方面分析，對(duì)化工設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析，詳細(xì)對(duì)問題展開探究，發(fā)揮出自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念的優(yōu)點(diǎn)[9]。

3 結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用到化工安全生產(chǎn)中，可以減少企業(yè)成本投入，加強(qiáng)生產(chǎn)效率。化工生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)變得更具可靠度，優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量?？萍嫉闹С窒?，化工企業(yè)會(huì)緊跟時(shí)代發(fā)展潮流，在企業(yè)中加入自動(dòng)化控制技術(shù)，做好安全防范，推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)獲得良好發(fā)展。