自动化控制在化工安全生产中的应用及优化探索

张超

摘要：随着我国科技水平的飞速发展，自动化控制技术的应用越来越广泛。借助于该技术的应用，能够将工人们从传统的繁 重操作中进行解放，并能够帮助企业节约大量的资源以及财政支出。化工行业作为一个高危险性的行业，应用自动化控制技 术不仅能够提升装置的生产效率，还能够起到良好的安全控制作用。本文主要就自动化控制技术在化工安全生产过程中的应 用情况以及具体优化措施进行了探究分析。

关键词：自动化控制；化工安全生产；应用；探索

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）19-0159-01

导言

自动化控制技术在我国许多行业领域中已经得到了应用，并且

取得了较好的成效，自动化控制作为一项先进的具有绝对优势的技 术，如今在化工行业中也得到了广泛应用，这是因为自动化控制技 术是通过事先设定的编程指令而运行的，它的自动化控制主要体现 在对工作条件的设定，当实际情况满足设定的条件时，自动化控制 技术就会发出相应的指令，代替人工完成指定功能的工作任务，可 以说，自动化控制技术不再需要人为干扰亲自去参与达到某个条件 的满足或完成整个工作过程。而化工作为一个高危的行业，自动化 控制技术自然会受到很大的青睐，它不仅能够提升生产安全性，同 时还能大大提高工作效率，确保实现安全生产。

1 自动化控制对于化工安全生产的重要意义

第一，自动化控制是安全事故预防的保障系统。化工生产高度

机械化伴随而来的是通过各种仪表来对生产情况进行监控，然后通 过电气控制各种生产阀门来对生产活动进行调节，从而达到生产指 标。当生产活动中出现异常时，可以有仪表上的数据变化来发现， 从而快速调整相关生产参数，最终防止安全事故的发生。第二，自 动化控制是及时处理安全事故的救兵。通常情况下，化工生产中有 紧急刹车预案，其原理是将参与生产的各个设备之间进行连锁，一 旦生产的某个工段出现异常，就会自动启用紧急刹车预案，从而终 止生产线上所有的生产，避免安全事故的发生，减小不必要的损失。 第三，自动化控制是提高化工安全生产效率的重要保证。与传统的 化工生产相比，自动化控制设备进行生产的准确性和效率都大大高 于人工劳动，并且大幅度降低了由于人为主观原因所导致生产安全 事故。总之，自动化控制对于化工安全生产具有重要意义，我国已 经向工业 3.0 时代迈进，生产的自动化程度越来越高，现场的操作 工人数量会越来越少，只有强化自动化控制对安全生产的作用，才 能让化工企业长足稳定的向前发展。

2 化工安全生产过程中应用到的几种自动化控制技术

2.1 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。

2.2 先进控制系统的应用

先进技术应用以多变量预测控制、智能控制为主的先进控制技

术，将模型预测和反馈控制有机结合，有效解决装置的多变量协调 优化控制问题，达到统一操作方法，减少人为因素影响，保证生产 操作的一致性，实现装置的安全、平稳控制，并有效抑制干扰因素， 稳定产品质量，降低能耗。如根据二氟一氯甲烷生产中反应器、回 流塔的运行特点和控制要求，采用多变量模型预测控制，以原料进 料泵变频、蒸汽压力和冷媒调节阀为操纵变量，以反应器液位、反 应器温度、回流塔顶出料温度为被控变量，以氢氟酸流量、蒸汽温 度、冷媒压力为干扰变量，同时协调控制原料進料的比例，克服滞 后与干扰因素，实现反应系统各温度指标的平稳控制和“卡边”优化，尽可能降低能耗。

2.3 紧急停车系统在化工安全生产中的应用

自动化控制在化工安全生产应用中，紧急停车系统也是其最重 要的应用之一。结合实践来看，紧急停车系统与化工安全生产中实 时过程监测不同，其主要针对生产中关键工艺参数进行监测，一旦 该参数达到系统所设定的生产停车标准后，紧急停车系统立即代替 实时过程监测并执行生产停车指令，这样不仅可以使化工生产在出 现故障前停止运行，还能够为现场人员与设备安全提供保障。根据 原因不同，紧急停车系统一般有正常、局部以及全面三类：第一， 正常停车。正常停车是由化工企业主动执行，其目的是开展设备的 正常检修；第二，局部紧急停车。局部紧急停车主要指化工生产突 发状况，比如设备故障等意外而导致停车产生；第3 全面紧急停车。 全面紧急停车指的是化工生产中突然遇到的状况，比如所在片区断 电、断水等情况而导致停车产生。

3.1 对仪表进行监控分析

在化工生产中，对于实际生产的各项数据的精确程度要求很高，

可以说差之毫厘，谬之千里，误差的出现不仅仅导致生产质量的降 低，很可能造成重大的安全问题，因此对于化工生产中的仪表监控 非常重要，传统条件下的人工监控或者一些仪器监控，对于设备的 监控效率和精度都已经无法满足更加快速的生产节奏，产业自动化 的趋势更加明显，更加高效精确的监控设备革新了化工生产线，例 如现场总线系统，它通过监控化工生产的总线基准，系统地监控其 他仪表设备。并且这一系统的操作环境更开放，互动操作性更强。 此外，这一系统还配备了强大的数学运算后台，通过合理配置可以 减少厂房的接线总量，并且对于不同的生产线采用不同的监控方式，

优化资源配比，提高生产安全性。

3.2 自动化控制在化工安全生产中的优化

3.3 安全装置的自动化

通过自动化的安全装置，能够及时发现生产过程中所存在的一

些潜在风险，并采取相应的动作来解除这些安全隐患。比如通過对 有害气体进行密封隔壁处理装置，在发生火灾之后立即开启自动喷 淋灭火装置。通过这些自动化安全装置的应用，还能够有效避免操 作人员亲临事故现场等情况的发生，并能够有效避免一些不必要损 失的出现。

3.4 优化设备安全性检测

化工行业之所以会频发安全事故，造成人员伤害，其主要原因

是机器设备出现故障无法被及时发现和维修，并且，传统检测手段 不仅耗时费力，而且检测工作难度也很大，很难及时发现设备存在 的隐患。针对这种问题，化工企业采用了自动化控制技术，对设备 安全性能监测进行定期优化，并通过对设备安全性实时监测，从根 本上杜绝安全隐患，保障化工行业的安全生产。

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，2017.

[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，2017，25（07）.