自動化控制在化工安全生產中的應用及優(yōu)化思考

自動化控制在化工安全生產中的應用及優(yōu)化思考

自第三次工業(yè)革命至今，隨著人類科技的迅速發(fā)展，化工安全生產問題得到了很大提高。而在保障化工安全生產的過程中，自動化控制技術發(fā)揮出了十分重要的作用和價值。化工生產的安全風險主要來自于其作業(yè)的連續(xù)性、易燃性、易爆性、高腐蝕性以及工作條件的復雜性，而通過自動化控制技術，能夠有效避免上述危險的發(fā)生。本文主要簡述了自動化控制在化工安全生產中的應用，并針對其的優(yōu)化問題進行了思考和分析，希望能夠對促進化工安全生產帶來一定助益。

自動化控制；化工生產；安全生產

化工行業(yè)是國家的重要行業(yè)，關系著一個國家的社會經濟發(fā)展以及國防力量，但由于在化工生產中存在較大的安全風險，所以化工安全生產問題一直都是社會各界所廣泛關注的一項問題。化工生產不但本身流程復雜，并且所使用的各類化學物品多存在易燃、易爆、易腐蝕、有毒等特性，所以整個生產控制過程都十分復雜，即使是再專業(yè)技術過硬、經驗豐富的操作管理人員，也無法對一些事故做出準確預見，若想有效保障化工生產安全，還需要應用自動化控制技術。以下筆者就聯系化工生產的實際情況來談談自動化控制在化工安全生產中的應用及優(yōu)化問題。

1 過程控制系統(tǒng)在化工安全生產中的應用

(1)實時監(jiān)測和故障診斷 在化工生產中，通過過程控制系統(tǒng)，可以對整個化工生產過程進行有效的實時監(jiān)測和故障診斷，從而提高化工生產的可靠性，確保出現問題后能夠及時發(fā)現和解決。具體來說，過程監(jiān)測的主要任務有：對化工生產過程中的系統(tǒng)故障進行有效檢測、對故障的機理進行有效診斷、對故障的幅度進行準確辨識、對故障的發(fā)生時間進行準確推斷、對故障趨勢進行準確預測以及對故障改善對策提出合理建議。目前，過程監(jiān)測主要是通過三種方法來實現的，這三種方法分別是：基于專家知識進行過程監(jiān)測、基于解析模型進行過程監(jiān)測、基于數據分析進行過程監(jiān)測。不過，由于在實際應用中，解析模型的涉及技術難度較高、步驟較復雜，所以目前尚未得到普遍應用。基于專家知識的方法雖然較為實用，且目前已得到了良好的發(fā)展，但仍舊存在較大的局限性。后來，相關專家在各種診斷方法的基礎上，結合數據校正、過程監(jiān)測及模糊專家等系統(tǒng)，組成了一種新的系統(tǒng)——化工過程監(jiān)測與模糊診斷系統(tǒng)。其可將監(jiān)測中所得的部分事實與主元分析結果一起輸送至特定數據庫中，通過數據庫中的專家診斷模塊對數據進行分析和診斷。

(2)儀表監(jiān)控 儀表監(jiān)控是保障化工生產安全的一個重要環(huán)節(jié)，通過儀表數據可準確認識當前生產狀態(tài)，預防各種故障。目前在化工領域中，微處理器、通訊技術及各種大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路具有著十分重要的應用，一些傳統(tǒng)的儀表監(jiān)控設備已陸續(xù)被可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)等更為先進的設備系統(tǒng)所代替。現今常用的現場總線系統(tǒng)也多是在可編程邏輯控制器和分布式控制系統(tǒng)的基礎上進行建立的。其中，可編程邏輯控制器的數據處理能力正在不斷提高，分布式控制系統(tǒng)的功能正在不斷完善。而現場總線系統(tǒng)則主要具有以下特點：1)核心乃總線標準，只要確定了總線協(xié)議，則各相關技術及設備都可確定；2)開放性越強，則互操作性越好；3)建立在數字智能現場裝置之上，系統(tǒng)結構分散性較高，僅通過單個現場儀表即可實現多變量的通信，方便快捷。綜合上述特點，使得該儀表監(jiān)控系統(tǒng)的安全性得以大大提高。

2 緊急停車系統(tǒng)在化工安全生產中的應用

緊急停車系統(tǒng)的主要任務是對化工生產過程中的各關鍵參數及其具體工作狀況進行監(jiān)視，當發(fā)現偏離正常范圍時即自動取代過程監(jiān)控系統(tǒng)，進行緊急停車，以保證生產安全。一般情況下，在化工生產過程中，下列原因會引起停車：1)正常停車：因設備需要檢修維護等原因而有計劃、有目的地進行停車；2)局部緊急停車：因遇到設備突然損壞、電源突然故障等意外情況而需要臨時停車；3)全面緊急停車：因生產過程中突然停電、停水、停汽等而發(fā)生的全面緊急停車。由于緊急停車系統(tǒng)直接關系著化工生產安全，所以必須要充分考慮其可靠性。通常緊急停車系統(tǒng)是由檢測單元、邏輯單元及執(zhí)行單元這三個串聯所組織的，并且要遵循獨立設置、中間環(huán)節(jié)最少、冗余及故障安全等四項基本原則。

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3 自動化控制在化工安全生產中應用的優(yōu)化

隨著科技的不斷進步與發(fā)展，化工行業(yè)也應當不斷引進更加先進的新技術和新工藝，從而進一步保障生產安全。例如可以安裝自動化安全裝置，用于自動發(fā)現生產操作中的危險隱患，并將之解除。其次可以安裝自動化設備檢測系統(tǒng)，利用無損探傷法對各類化工生產設備進行安全檢測和綜合分析，從而切實保障化工生產安全。再者還可以安裝自動連鎖報警裝置，當發(fā)生安全事故時該報警裝置會及時向工作人員發(fā)出報警信號，并自動控制設備停止作業(yè)。

4 結語

綜上所述，由于化工生產是一項危險性較大的作業(yè)，所以必須要通過有效的自動化控制技術來確保其生產的安全性。如今自動化控制技術在化工安全生產中的應用已經十分廣泛，但其仍有很大的優(yōu)化空間，因此未來仍需繼續(xù)加強對其的研究和探索，不斷研發(fā)出更加先進的設備系統(tǒng)，以更加有效地保障化工生產安全。