浅谈自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用

杨升

江苏国恒安全评价咨询服务有限公司江苏南京210017

摘要：化工企业生产中的原材料多为易燃易爆化学品，其生产工艺流程主要包括了高温作业及高压作业。因此，化工企业在生产中存在着较大的安全风险，在其生产中发生控制失误的时候，极易造成重大安全事故。然而在其中应用自动化控制及安全联锁技术，能够有效的降低事故的发生率，这对加强安全生产、规范生产流程是一个重要方法。下面就对化工企业在生产中实现自动化控制及安全联锁技术的应用进行分析，希望可供相关从业者参考。

关键词：化工企业；安全生产；自动化控制；安全联锁

前言：

在现代化信息技术的高速发展之下，自动化控制技术被广泛的应用至各行业中，尤其在对安全系数要求较高的化工生产中自动化控制技术更是发挥了不可替代的作用。本文主要通过对化工企业安全生产中的自动化控制技术及安全联锁技术的重要性进行分析，探讨了其具体应用。

一、自动化控制技术的重要性与风险分析

1、自动化控制技术的重要性

自动化控制技术在化工生产中的应用是指运用现代化的控制技术和自动化的生产机制，使得控制理论与技术在生产中相协调，实现生产的准确性和有序性。在化工生产中，自动化技术可以实现对温度、压力和湿度的控制，与传统的人工生产存在很大的不同，相比较于传统的化工生产，自动化技术对人员的专业素质和操作水平有着更高的要求，需要更加先进技术设施和更加完善的生产管理体制与方案。

化工生产过程中存在很多的安全隐患，如火灾爆炸、具有腐蚀性和毒性的危险化学品泄漏等，这些事故不仅直接威胁到生产与工作人员的生命安全，而且会对周围群众的生活环境和生命健康安全产生严重的影响。在生产过程中应用自动化生产技术，会在很大的程度上降低化工生产中的危险系数，还能提供事故发生后科学的补救和处理的方案，将损失降到最低。新时期以来，化工产业作为我国工业的基础产业，科学的生产技术逐渐成为企业竞争力的决定性因素，在化工生产中运用自动化控制技术可以通过电脑控制生产流程来减小生产误差，加快生产力，促进国民经济的发展。

2、自动化控制技术的风险分析

化工生产过程中高温、高压、易燃、易爆、易中毒、有腐蚀性等危险危害因素是固有的，主要危险性有：火灾、爆炸、中毒、窒息、腐蚀等。

（1）对产品、中间产品、原料及辅助材料的物理、化学性质进行分析，确认其点火性、可燃性和毒性，并根据其贮存量和工艺过程中的物料量确定其危险程度；

（2）对工艺的固有危险性进行分析，确认工艺过程中的化学反应步骤及主要危险。并对可能发生的事故类型、损失程度加以确定；

（3）对反应器、储罐等主要危险设备的新旧程度、生产、储存装置的现有状态进行分析；

（4）对企业现有工艺规程、安全规程等操作制度和现有的安全设施进行分析；

（5）通过以上分析找出现有装置的主要危险有害因素，主要工艺控制参数，初步确定控制点和监测点的要求。

二、自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用

自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用范围十分广泛，实际生产过程因自动化控制及安全联锁的应用取得了良好的效益。笔者结合多年工作经验，从自动化控制技术对化工生产的控制、紧急停车系统的应用、安全自动化装置的应用以及自动连锁报警装置的应用着手，对自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用做了简单介绍。

1、自动化控制在化工行业中的应用

自动化控制指的是一种自动依据既定程序或指令开展生产作业的一种技术方法，按照自动化程度不同，又划分为两类，一类是全自动化控制，一类是半自动化控制。自动化控制技术可应用在生产过程控制、机械制造控制和管理过程控制等领域。我国在化工企业应用自动化控制技术已经有几十年的历史，开发途径包括引进和创新两种。化工生产也经历了手工操作、机械控制和自动化控制三个阶段。自动化控制技术也从单一生产过程控制系统向复杂生产过程控制系统演变。在国内化工企业中，应用较广泛的控制系统包括可编程逻辑控制器（PLC）、分散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）。

在上述三种控制系统中，又以DCS和PLC两种更为多见。PLC作为一种存储器，采用的是一类可编程。作为一种内部存储程序，其主要功能包括执行逻辑运算、执行顺序控制、执行进行定时、计数和执行算术操作等。其控制方式采取的中数字输入/输出方式或模拟式输入/输出方式。PLC系统的特点包括：（1）功能较强，具有较高性价比；（2）具有高可靠性和较强的抗干扰性；（3）维修简单方便。适用范围包括对间歇性生产过程的控制，以及中小规模的连续性化工生产过程控制。规模较大的化工生产过程控制主要应用DCS系统。DCS的特点是将计算机、通讯和自动控制等技术进行融合，实现对生产过程的自动操作、自动监视、自动管理与分散控制，同PLC相比，其控制功能更为强大。DCS的不足之处是成本相对较高。DCS的结构形式的特点包括控制分散、多层分散、危险分散及合作自治，因此适用在石油化工、化肥和大型空分制氧等生产规模较大的化工企业。

FCS系统是从DCS和PLC基础上发展起来的，FCS系统具有DCS系统和PLC系统的全部优势，同时，其控制功能更加强大更完善。FCS实现了布线工作量的简单化，使繁琐的控制系统得到极大简化，系统检测与控制单元的分布也更加科学。作为全数字式串行双向通信系统，FCS有效连接了生产现场的各类自动化设备与控制器，并从这些自动化设备上采集实时信息，再加以应用（这些信息采取和应用过程包括全部记录数据的组态、标定、监控、性能诊断与维护）。上述过程同生产保持同步，实现了生产过程的自动控制，同时科学实验实现了对设备的自动管理。智能化、开放化、微型化和全数字化是FCS的特点，该系统代表了未来化工行业生产和管理自动化控制系统的方向。

2、安全联锁在化工行业中的应用

安全联锁作为一种安全技术措施，可在安全隐患排除前对接触危险区的行为进行阻止，或在发生接触时做到自动排除安全隐患。紧急停车系统（ESD）是目前化工行业中经常采用的安全联锁技术。当设备发生故障或生产中发生突发事故，ESD系统可使设备在瞬间停止运行，确保不发生安全事故。为增强自动化控制系统的安全性，通常将ESD系统与PLC系统、DCS系统和FCS系统配合使用，ESD系统可在发生温度、压力和液位超限，或可气体和有毒气体的浓度超标时进行报警，并启动安全联锁停车功能。安全风险高的化工生产系统应在配备自动化控制系统的基础上，安装ESD系统，以确保在异常情况下不发生安全事故。

结束语：

总之，把自动化控制及安全联锁技术实施于化工生产中，可通过对工艺参数等的自动控制，防止因手工的操作造成事故隐患，并且还可有效的减少劳动的强度，使得操作人员的作业环境得到有效的改善，实现化工生产的安全、高效运行。

参考文献：

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