化工生产全过程安全控制系统设计

化工生产全过程安全控制系统设计

谢滔

身份证号码440981199104021130

摘要：化工行业是现代工业的重要组成部分，为经济发展做出了重要贡献。然而，由于化工生产过程中的危险性较大，安全问题一直是制约行业发展的重要因素。安全生产是化工企业可持续发展的基础，对于提高化工企业的生产效率、降低成本、保护员工和公众的生命财产安全具有重要意义。化工生产全过程安全控制系统的应用受控制技术的影响，导致系统失效率较高。因此，提出设计化工生产全过程安全控制系统。

关键词：化工生产；全过程；安全

引言

化工生产技术管理和化工安全生产是化工企业发展中不可或缺的两方面。化工生产技术管理是指通过科学的管理方法和技术手段，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。化工安全生产是指在化工生产过程中，采取各种措施，保障生产过程的安全性和稳定性，防止发生生产事故。化工生产技术管理和化工安全生产相互关联、相互依存，二者之间的关系密切。本文选取化工生产技术管理与化工安全生产的关系为论述对象，阐述了二者之间的关系，旨在为化工企业提供有效的技术管理方法，提高化工安全生产水平提供理论借鉴。

1加强化工安全生产管理的意义

对于化工企业而言，对生产过程进行安全管理是极具必要性的，从生产和管理两个环节进行全面细化，保证化工生产的各个细节都能得到有效的控制，这是提升企业经济效益和社会效益的重要途径，也是保证工人生命财产健康的关键渠道。所以，化工企业对安全生产和管理工作也需要予以更高的重视，这关系着企业和整个行业的可持续性发展。在现代化的发展过程中，化工产品已经成为人们不可或缺的物资，所以更要保证一线工人的生命财产安全，肩负起现代工业时期经济发展和产业转型的重任。

2分析化工安全管理中存在的问题

2.1安全管理意识不足

首先，化工生产本身是危险系数比较高的行业，所以需要调动人们关注化工生产的安全问题，但是现在化工市场的内部竞争压力过大，导致很多化工企业只注重眼前的市场份额和经济利益，忽略了生产的安全问题，长此以往整体企业上下都缺乏了安全意识。其次，有一些化工企业存在侥幸心理，认为自身的化工生产一直没有出现安全事故，不需要采取繁琐的安全保护措施。一旦风气形成导致化工企业内部安全防护意识缺失和安全防护措施不健全。最后，很多企业人员对于安全管理意识内容不了解，只认为是简单的安全教育，忽略实际生产中安全措施和安全操作的重要性。

2.2人员素质不一

首先，化工企业员工素质问题是十分重要的安全问题，如若工作人员素质不高，很容易在生产操作中发生失误，由此引发安全事故，导致整体工作环节安全质量问题的发生。其次，很多化工企业自身人员培训条件不足，培训成果不佳，而且对于安全培训浮于表面，没有深入到安全意识培训中。最后，没有建立专门的安全培训制度，缺少针对性安全环节的指导，导致安全培训做不到细致化的流程安排。

2.3安全管理体系不健全

首先，现代很多化工企业的安全管理体系都比较落后，而且只停留在形式上的存在，内核中缺乏清晰的管理要求，导致化工生产安全管理存在诸多问题。其次，化工企业很少遵守国家规定的生产安全要求，并且企业之间差异比较大，导致管理体系无法完全适应所有企业，导致统一化的管理体系推行起来比较困难。最后，安全管理体系方面缺少化工企业专门的部门重视，整个体系缺少具体的负责人管理，使得管理体系的效力出现问题。

3化工生产全过程安全控制系统设计

3.1系统硬件设计

3.1.1I/O模板设计

在安全控制系统中，生产过程数据需要通过I/O模板采集，由于安全控制系统在工作过程中需要化工生产全过程的数据，包括数字量、模拟量等。在每个I/O模块的三个采集通道作用下，I/O模板通过三选二表决方式，避免数据采集过程中出现的故障现象。

3.1.2ARM处理器设计

根据安全控制系统性能要求，采用微处理器完成冗余模块的控制。文中选用ARM内核处理器K60P144M150SF30满足设计需求。ARM处理器增强了数据处理运算能力。该处理器采用Cortex系列核心构建处理器结构，并且采用Thumb-2技术节约存储空间。I/O模板、ARM处理器等硬件设计，为安全控制系统设计奠定基础。

3.2系统软件设计

3.2.1化工生产全过程数据监测

在化工生产过程中，很多危险品发挥辅助生产作用，所以生产中存在有毒气体发生泄漏概率。为了保证工作人员生命安全，以及安全控制系统发挥更好效果，对气体监测必不可少。当监测有毒气体存在时，根据不同气体采取不同处理措施。首先，控制通风系统将有毒气体排出，然后，工作人员快速撤离生产场地，将损失与伤害降到最低。常规气体检测装置是固定在生产环境中某个位置，检测到有害气体后通过声音进行警示。但当距离较远时，会造成报警信息接收不到。目前，广泛应用的装置都是有害气体浓度超出一定范围时，才会进行警报，也无法将数据存储以便后续分析。生产全过程数据监测时，主要包括四个环节，分别为传感器采集数据、通信系统传递信息、数据融合处理以及数据库管理。通过对生产过程中有害气体的监测，基于多传感器的数据采集和融合，实现生产全过程数据实时监测。

3.2.2基于冗余技术实现安全控制

通过化工生产全过程安全风险评估结果，确定安全控制方法，在冗余技术辅助下，实现安全控制系统的整体设计。通过冗余技术作用增强系统可靠性。在通讯功能与硬件电路的共同作用下形成冗余控制逻辑。采用两个一样的部件，一个作为主部件，另一个充当备用部件。主部件输出化工生产过程中安全控制方案，并对方案的执行进行控制。备用部件则保持与主部件相同工作状态，一旦主部件发生故障导致安全系统失效，瞬间切换为备用部件基于冗余技术实现安全控制需要从三个部分进行，首先是输入冗余部分，将采集安全风险信息传递到中央控制冗余环节，利用双重冗余方法比较输入信号，若信号出现差异则发送安全警报。根据实时监测数据的发送，判断生产安全状态，从而制定安全控制策略。针对控制冗余环节，获取安全总线上的输入状态，通过冗余技术逻辑程序输出控制方案。利用双重冗余方式以镜像方式设计两组控制单元。安全控制系统应用过程中，两个控制单元输出结果一致情况下，选择其一反馈给安全总线，完成方案执行。当输出结果不同时，需要检测系统应用效果。最后面向输出冗余模块，将后台生成的安全控制策略向Safety总线上输出，控制化工生产全过程的各项装置。输出部分控制执行部件，保证系统指令执行。在化工安全生产过程中，每一种风险出现会对安全工作产生影响。为更好地发挥安全控制系统的性能，以化工生产安全标准为基础，结合生产全过程的各项影响因素，构建生产安全风险识别模型。通过风险识别模型的作用，考虑生产过程中的物理、化学因素，以及外部环境等判断安全风险状况，为后续控制方案制定提供依据。从有害气体泄漏的角度设计定量分析模型。有害气体泄漏后以蒸气形式扩散，在浓度梯度和风力的作用下快速蔓延。

结束语

本文针对化工生产全过程进行研究，完成安全控制系统的设计。为了保证安全生产控制性能，面向生产过程中所有环节进行实时监测。安全控制系统性能的提升，有效减少化工生产事故的出现，保证了员工生命安全。通过实验可知系统的失效率较低，高可靠性的安全系统有效促进了化工企业发展。

参考文献

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