自动化控制在化工安全生产中的应用及优化思考

【摘 要】随着化工业的快速发展，在生产中出现了各种安全问题，安全事故也随之增加，因此，我们要对化工生产的安全性加以重视。在化工的AA生产中，自动化控制对其安全生产有着非常重要的作用。本文着重分析过程控制在化工安全生产中的应用。

【关键词】自动化控制；安全生产；紧急停车系统

当今世界各国的化工企业都在不断的进行技术创新，以此来提高其在该行业中的竞争力，与此同时，他们也更加重视了生产安全。由于化工生产的流程比较复杂，而且很多化学物品还具有易燃、易爆、有腐蚀性、有毒、有害等多种特性，这些都使化工生产中的控制对象变得非常的复杂，面对这样的情况，即使是最优秀的操作与管理人员，如果仅靠他们的经验，也很难做出正确的预见，就不能及时做出合理有效的应对处理措施。然而在化工生产的过程中，如果发生了事故却没能及时处理，那么就会导致一系列的连锁反应，造成严重的灾难性事故发生，使企业的生产、设备都遭受极大的损失，甚至会造成人员伤亡。为了能够预防重大安全事故的发生，在化工生产过程中，需要通过有效、可靠的过程控制来监测和诊断各种故障，这样可以有效保障化工的安全生产，且有助于应对各种突发性安全事故。

1.化工生产中的过程控制

1.1实时监测和故障诊断

在化工生产的过程中，过程检测和故障诊断是解决生产的安全性与可靠性的关键性技术，并且有利于提高化工设备与生产系统在运行过程中的可靠性，还可以提高对故障预测的准确性与维护设备的效率。在过程监测时，需要完成的任务有：检测故障，辨识故障的幅度，推断故障发生的时间，预测故障的发展趋势，诊断故障的机理和提出解决的对策与建议.目前，过程监测主要有三种方法：基于解析模型的过程监测、基于专家知识的过程监测和基于数据分析的过程监测。在实际的运用过程中，基于解析模型的过程监测，由于涉及到对复杂过程的精确建模，然而建模却非常困难，因此这种方法很难得以广泛应用。基于专家知识的过程监测在化工业生产中已经得到了很好的发展和改善。

1.2仪表的监控

在化工安全生产的过程中，仪表监控起到非常重要的作用，通过仪表上的数据可以准确了解当前的生产状态，有利于预防故障所带来各种危险。如今，微处理器、各种大规模集成电路与通讯技术都有了很好的发展，而且在化工工程控制领域上，这些技术都得到了广泛的利用，各种传统的普通仪表监控设备都逐渐的被更先进的可编程逻辑控制器（PLC）和分布式控制系统（DCS）所取代，尤其是在各种新建与扩建改造项目中，基本上都采用了PLC和DCS。而现在经常用的现场总线系统（FCS）也是建立在PLC和DCS的基础上的。如今，PLC和DCS的功能与性能都得到了很大的提高，PLC的数据处理能力也明显提高。DCS主要采用工控机，且利用PC平台所独有的丰富软件资源来完善其多种功能，而且PC平台所提供的软件资源也使其性价比得到了很好提升。如今，FCS也已经更加实用，发展尤为迅速，已成为了当今世界上最新型最先进的控制系统。当前的FCS主要有以下特点：

（1）其核心是总线标准，只要总线协议被确定，那么其他相关的关键技术和设备也都会被确定下来。

（2）现场总线控制系统的开放性越好，其操作性也会越好，对于特定类型的现场总线，只需遵循这类现场总线的总线协议，但对于其具体的产品却是开放的，且具有很好的可操作性。

（3）现场的总线控制系统是建立在数字智能现场装置上的，系统的结构的分散性较高，通过系统中的现场总线可以有效的减少现场的接线，同时，使用单个的现场仪表就可以实现多变量的通信，即使装置产生于不同的制造厂，也可以进行互操作，可以有效的简化整个系统，方便其维护。在化工生产的过程中，需要根据具体的过程对象的复杂程度与各个控制系统的具体特点来选择控制系统。

2.紧急停车系统

过程控制是对化工生产的过程进行连续监视与控制，使生产装置能在允许的范围内安全稳定的运行。而紧急停车系统则是对生产过程中的关键性参数和具体的工作情况进行实时监视，当发现所监视的内容偏离了正常合理的范围，且达到设定的停车要求时，紧急停车系统就会取代过程监控系统，再根据预先设定好的顺序动作进行自动紧急停车，进而保证生产过程能够处在安全的状态下，保障人员、设备与周围的环境的安全，尽可能的降低恶性安全事故发生的概率。

在化工安全生产时，紧急停车系统有着十分重要的作用。其生产过程中的停车主要有三种方式：（1）正常的停车，这种停车往往是由于设备需要检修或检查而进行的有计划、有目的的停车；（2）局部紧急停车，往往因为遇到出乎意料的情况而进行的停车，例如设备突然出现故障、电气设备或者电源突然出现损坏等原因造成的；（3）全面紧急停车，在生产中突然发生没有提前通知的停水、停电、停汽等情况时，则必须进行全面紧急停车。

紧急停车系统是为了提高工艺生产的安全性而设置的，其直接关系到人民生命和财产安全，因此，必须要考虑动作的安全性与可靠性。从硬件上可以把紧急停车系统分为三个部分：检测单元、逻辑单元和执行单元。对于紧急停车系统我们必须遵循以下四个基本原则： （1）中间环节最少原则；（2）独立设置原则；（3）故障安全原则；（4）冗余原则。其中中间环节最少的原则是为了可以减少中间仪器过多而产生故障。任何一台仪器或仪表都可能产生故障，如果中间的环节过多，那么系统出现故障的概率也就越高，可靠性也就会越低。独立设置原则是为了避免和其它设备产生联系而影响紧急停车系统的正确操作。紧急停车系统中的每个单元都必须遵循冗余原则，拥有自己的备用单元。而故障安全原则主要是为了紧急停车系统中的检测单元和执行单元而设计。紧急停车系统的设置是为了便于故障停车，但是不能因为错误停车而影响生产，所以，要求现场仪表要稳定可靠。

3.结语

在化工的安全生产过程中，虽然可以采取各种措施或通过各种自动化控制系统来提高其生产的安全性，但是，这些都不可能完全消除安全隐患。因此，化工企业在生产过程中除了要使用这些自动化控制系统之外，还要提高工作人员的安全防范意识，只有这样才可以最大限度的降低安全事故所带来的风险和危害。

【参考文献】

[1]江青茵.化工过程控制[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]郑望，潘立登，赵众.多尺度主元分析的一种改进方法[J].计算机与应用化学，2008，25（07）.

[3]荆胜南，张继，王洪元.紧急停车系统的实现[J].计算机与应用化学，2010，27（08）.

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