浅谈自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用

浅谈自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用

陈斌

新浦化学（泰兴）有限公司，江苏 泰州 225400

摘要：本次研究在大型石化装置运行背景下明确了化工行业主要特征，然后在化工安全生产中应用自动化控制技术、安全联锁技术加强实践，可充分发挥出这两项技术在化工安全生产中的最大作用，同时使得化工生产的整体质量和安全问题均得到有效保障。

关键词：化工安全生产；自动化控制；安全联锁；应用情况

引言

化工企业产品生产流程多且复杂、所处环境恶劣，发生安全事故的可能性较大，故而在化工安全生产中应合理使用自动化控制技术及安全联锁技术，实行仪表实时监控、柔性自动化生产系统、故障问题监测、紧急停车、及时排除存在的安全隐患等工作，进而提高化工企业生产的效率和安全性。

1 化工行业主要特征分析

值得一提的是，化工行业具有生产规模大、生产工艺要求高、连续性强、生产环境要求高等特征，所处环境复杂表现在处于高温高压环境、低温真空环境、易燃易爆环境、有毒害环境方面，生产的过程需辅助介质比较复杂，因而需要达到生产工艺方面要求，在生产规模大、连续性强、化工设备长时间运行等条件下确保工艺稳定可靠，以便满足生产方面的实际需求。

2 自动化控制和安全联锁在化工安全生产中的实践对策研究

化工产业生产产品存在易燃易爆特点，这对于生产的整个过程而言存在一定风险，而且化工企业生产流程复杂，单纯通过人工操作方式处理无法满足安全生产方面的需要，因而在生产的过程建议加强自动化控制实践、安全联锁实践，旨在保证生产过程工作人员的安全、生产的效率及安全，同时促使化工企业获得良好的发展前景。

2.1 自动化控制在化工安全生产中的实践情况

2.1.1 在仪表监控中的应用要点

不同环节所有设备生产期间需使用的监测仪表类型及数量均比较多，在化工生产阶段常用仪表控制提高生产安全性，当前信息化技术水平不断提高采用传统仪表设备不能达到化工行业生产要求，因此建议使用可编程逻辑控制器、分布式控制系统，对不同类型仪表加以监控保证监控的效率、生产效率及生产安全，引入综合应用系统FCS为建立在可编程逻辑控制器与分布式控制系统基础上的系统，实际应用时和电脑端匹配发挥功能，主要特征：（1）可操作性强、开放性强，要求在总线协议之上选用适合的产品；（2）系统结构分散问题，可通过合理设置系统总线的方式处理，以此有效控制接线量、简化系统、促进多形式通信，为后期维护奠定坚实的基础[1]；（3）确定设备、关键技术、总线协议等，有效保证设备运行的稳定性。

2.1.2 在柔性自动化生产系统中的应用要点

自动化控制技术中常用到柔性自动化生产技术，主要以生产信息为主合理使用信息储存系统、数字加工设备，对生产的整个过程加以智能化管理和控制，采取该项技术可以配合成组技术、考虑到加工对象具体需要比方说：排列需要、成组操作需要，这对于工作人员选用适合的系统和设备而言均有指导的作用，有助于使得整体生产效率及质量得到保证。成组技术的重点为主计算机，借助其作用对生产过程的全部信息监测，然后及时传输至分机中作以智能分析及设备控制，便于促使生产工艺越来越成熟，但联系具体情况来看柔性自动化生产系统、过程监测系统对于技术方面的要求非常高、提出了设备使用的相关标准，所以需要结合化工企业具体需求考虑是否投入使用。

2.1.3 在故障监测中的应用要点

因为化工生产的规模非常大且涉及多个环节，因此对设备进行监测非常关键，便于对所有环节评估准确掌握设备具体运行状态和运行进度，在发现故障问题后及时处理故障问题，防止出现严重安全事故、降低造成的不良影响。过程控制系统对化工生产期间是否发生故障监测水平较高，如果发生故障情况能准确掌握故障发生环节、故障严重程度、故障发生时间等信息，监测结果准确可信，但这项技术投入成本比较高应联系具体需要考虑使用。与此同时，过程监测系统+人工方式对系统数据分析诊断、构建新的化工生产监测系统均有积极的影响，能够形成化工过程监测系统和模糊诊断系统，发挥系统的作用在最短时间采集故障信息、实行主元分析，并利于及时将分析结果反馈至中央处理器，这为专家准确掌握设备运行信息、做出准确的决策提供了良好支持。

2.2 安全联锁在化工安全生产中的实践情况

2.2.1 在紧急停车系统中的应用要点

紧急停车系统功能较多、适用范围较广，在生产期间使用该系统可实时监视重要数据信息、控制重要数据信息、设备运行状态等，长期处于超负荷运行的状态设备损耗较大容易加大发生故障的概率，监测温度＞正常温度数值立即开启紧急停车功能，这一系统会对生产工艺流程进行全面评估，遵循一定顺序停止设备运行、整个生产过程的安全问题均得到保障。紧急停车系统在化学工业中应用能很好的控制安全事故发生率，即便发生故障问题也能够在第一时间停止设备运行，有助于延长设备的使用时间、控制维修成本[2]。需要注意的是，紧急停车系统有不同的停车状态：（1）正常停车状态；（2）局部紧急停车状态；（2）全面紧急停车状态，因突发情况各有差异因此紧急停车系统会结合初步评估结果选择适合的停车状态处理，设备正常检测维护的时候为暂时停用，会设置正常停车的状态；设备运行期间某环节零件破坏为意外事故，可设置局部范围紧急停车状态确保设备运行的安全性；临时出现全面停电停水状况，能够进行全面紧急停车防止在缺水状态持续运行加大损耗，设置的为全面紧急停车状态。选用紧急停车技术处理可保证化工生产安全问题、人民财产安全、人民生命安全等，故此对该系统的灵敏度要求非常高，应该认真做好检测工作、逻辑分析工作、执行工作，在遇到突发状况时很好的处理问题。

2.2.2 在排除安全隐患中的应用要点

安全联锁作为能保证设备运行状态稳定、安全的技术手段，在设备运行期间发生故障问题存在安全隐患，发挥安全联锁的作用能够避免工作人员接触危险、远离危险区，有效防范安全事故的发生。站在接触层面分析了解到，工作人员和设备接触时可及时排除存在的安全隐患，涉及安全联锁技术重要系统——紧急停车系统，在设备/生产的过程遇到紧急危险的时候立即进行停车处理，减小工作人员受到的伤害。当前，随着化工行业规模的不断加大，设备需长期运行并连续作业，如此一来必然会引发相关问题，使用紧急停车系统非常必要作为常用的化工业生产技术，遇到突发情况EDS系统会立即制动停止设备运行，工作人员为确保自动化控制系统的安全会将EDS系统、FCS系统、DCS系统、PLC系统联系起来，其中ESD系统可对设备生产的情况加以监测，出现温度异常、压力异常的现象，超出规定安全的范围则会在第一时间报警、制停设备运行，比方说：毒气泄漏/火灾事故发生后发出报警信号，系统方面自动启动应急机制通过喷水或是隔离有毒物质的方式处理，降低生产过程中的风险。说明，安全联锁的应用能及时排除存在的安全隐患、提高安全生产效率，值得予以广泛应用和推广。

3 结语

化工安全生产中应用自动化控制技术和安全联锁技术，能满足化工产业发展需要、加快化工产业发展进程，所以应该实时监测设备运行状态、评估设备有无出现故障问题，同时合理使用柔性自动化技术和紧急停车系统技术提高生产效率、降低生产过程中存在的风险，促使化工生产各个环节的安全均得到保障。

参考文献：

[1]姜丰金，陈光山，刘文.浅谈自动化控制在化工安全生产中的应用[J].百科论坛电子杂志，2020(19):576.

[2]齐峰.自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用[J].今日自动化，2020(8):75-76，107.