自动化控制在化工安全生产中的应用探究

摘要：虽然自动化控制技术在化工安全生产中已经得到了一定程度的应用，但仍存在一些问题和挑战，如技术应用的深度和广度不够、系统的可靠性和兼容性有待提高等。因此，深入探究自动化控制在化工安全生产中的应用具有重要的现实意义。
关键词：自动化控制；化工生产；安全生产；技术应用

Abstract: Although automation control technology has been applied to a certain extent in chemical safety production, there are still some problems and challenges, such as insufficient depth and breadth of technology application, and the need to improve system reliability and compatibility. Therefore, in-depth exploration of the application of automation control in chemical safety production has important practical significance.

Keywords: automation control; Chemical production; Safety production; Technical application
前言：随着科技的不断进步，自动化控制技术应运而生并迅速发展。自动化控制技术凭借其高效、精准、可靠等优势，为化工安全生产提供了新的解决方案和保障手段。它能够对化工生产过程中的各种参数进行实时监测、精确控制和自动调节，及时发现并处理潜在的安全隐患。

一、化工生产自动化控制技术概述

化学工业生产自动化管理的本质是对化工生产进行控制，而自动化控制方法作为一种重要工具，应用比较独特的控制算法和程序。从而使控制理论与控制技术相互配合，自动记录原材料和成品的加工过程，实现对整个温度、流量、压力、液位的控制，并自动接入自动控制系统。首先，生产过程中各工序间的平衡应被认为是可持续的、必要的。然而当干扰发生时，可调变数会发生偏移，在控制时，它会回到稳定状态，扰动后失稳的部分可以恢复到原来的稳态，这叫做动态过程。其次，由于化工控制自动化的发展，其效果与信息反馈密切相关。一般而言，在自动控制系统中，若控制器能采取必要的措施，一旦能将所期望的控制信息送回控制器并与数据匹配，就能确定后续的修正过程。该方法进一步简化了网络的有效使用或控制，使其与相应的指令保持一致。尽管不需要人为地实施相应的操作控制，但人仍是指挥的来源，它随着人与人之间的信息交换而变化。此外，随着时代的迅速发展，如果仍依赖人工操作，对化工生产精度的要求越来越高，必然会出现不可预见的情况，但相应的固定工作模式可通过自动控制系统进行设置，大大降低了出现问题的可能性。

图1 自动化控制

二、自动化控制在化工安全生产中的应用存在的问题

（一）技术层面的兼容性与稳定性问题

 (1)兼容性问题不同厂家的自动化设备和系统，其通信协议、数据格式等可能存在差异，这将影响它们之间的兼容性和数据共享。如有些化工企业在前期使用了某些自动化设备和系统，后期需要采购新增的设备和系统时，发现新老设备由于兼容性问题无法衔接，导致整个自动化的控制系统的效能大打折扣；(2)稳定性问题化工生产中存在高温、高压、强酸强碱等环境，容易破坏自动化设备的硬件，导致设备故障影响生产；另外，软件也可能出现漏洞或故障，比如程序错误、数据丢失等。一旦软件出现问题，就可能导致生产过程中的失控，甚至发生生产安全事故。而且，当外部网络攻击自动化系统时，其稳定性也会受到威胁，数据被篡改或盗取，给化工生产制造带来威胁。

（二）人员操作与维护能力不足

(1)操作人员掌握不了自动化控制系统。一些操作人员有手控脾气，不熟练掌握自动化控制系统的操作程序和功能，发生一些小故障时，判断不准、排除不及时，导致小问题变成大问题。自动化控制系统发生报警时，操作人员不会分析判断报警原因和程度，盲目地随意处理，甚至乱处理。(2)维护人员素质不过硬。自动化控制涉及电子、计算机、通信等方面的知识，对维护人员的综合素质要求很高。目前很多化工企业的维护人员没有经过系统的培训，对自动化设备和系统不会深入地诊断、修理。另外，自动化技术发展很快，维护人员如果不及时学习新的知识、掌握新的技能，就不能保证自动化控制系统的长期正常运行。(3)成本与受益匹配问题。成本和受益的匹配是一个永恒的规律。如果成本过高，受益不大，就失去了意义。如果投入重资去引进先进控制系统，虽然短期内效益不会太低，但长期来看，未必是受益增加，而是成本比例增大。

（三）成本与效益平衡难题

首先，自动化控制系统的前期建设成本较高。从设备采购、安装调试到软件编程和系统集成，都需要投入大量的资金。对于一些中小型化工企业来说，这是一笔不小的开支，可能会给企业带来较大的经济压力。例如，一套先进的自动化生产监控系统可能需要数百万甚至上千万元的投资，这使得很多企业望而却步。其次，后期的运行和维护成本也不容小觑。自动化设备需要定期进行保养、维修和更新，软件系统也需要不断升级，这些都需要持续的资金投入。此外，为了保证自动化控制系统的正常运行，企业还需要配备专业的技术人员，这也增加了人力成本。

三、自动化控制在化工安全生产中的应用优化措施

（一）加强技术研发与创新

 强化技术研发是解决化工安全生产自动化控制技术应用中技术层面不适应、不可靠问题的重要途径。一是加大科研投入，鼓励科研部门和企业开展合作，研发具有自主知识产权的自动化控制技术和设备。在研发过程中，制定和出台通用技术标准和通信协议，不同厂家研发的设备之间能够相互兼容，方便设备的更新换代，新设备能够与老设备完美对接，提高整个自动化控制系统的功效和利用率。如石化行业内各公司之间，针对设备接口进行协商，形成一套通用标准，新设备可以与老设备完美对接。二是针对化工生产易燃、易爆、易腐蚀的特点，研发应用更加可靠的自动化控制设备。提高设备质量，采用先进的材料和工艺，提高设备的耐高温、耐高压、抗腐蚀、抗电磁干扰等水平。加强系统软件的抗攻击和加密水平，定期进行漏洞扫描，防止外部网络攻击。建立和完善自动化控制系统的监看和预警体系，一旦出现异常，可以自动采取措施进行应对和处理。三是积极应用人工智能、大数据等技术，对现有的自动化控制系统进行改进和完善，逐步提高其智能化水平。

（二）强化人员培训

化工生产现场人员操作、维护人员不足，文化水平低，素质不高，缺乏基本的自动化控制知识，很难满足化工生产安全运行对自动化的要求。因此，必须加强人员的培训管理，有针对性地制定培训计划，首先对操作人员培训基本的自动化控制知识，如:自动化控制系统的构成、结构、原理，自动化控制系统的基本操作方法，一般故障的处理等。采用讲授、示范、模拟演练等形式，使操作人员熟悉自动化设备的使用方法，掌握操作技能和一些简单的故障处理方法。如对操作人员进行一般故障模拟演练，使操作人员在实际操作中对一般故障能及时、正确地处理。对维护人员培训其专业水平，可邀请专家讲授先进的自动化控制方法和维修技术，内容涉及电子、计算机、通信等方面的知识。培训方式可采用讲授、参观、参加技术比赛等形式。鼓励维护人员参加各种职称、技术等级的考核与评定。与此同时，建立培训考核奖惩制度，将培训结果与员工的年终考核挂钩，充分调动员工参加培训的积极性，不断提高素质和能力，为安全生产使用、维护好自动化系统打下坚实的人力资源基础。

（三）合理规划成本投入

正确处理成本与成本效益关系，合理确定成本投入。合成谬误性自动化的前期建设是决定成本投入的关键时期，合成谬误性自动化的成本效益问题，就是要正确处理成本与成本效益的关系，合理选择成本投入。合成谬误性自动化的成本投入包括建设成本和运行成本两大部分。在建设成本方面，合成谬误性自动化企业应充分进行市场调研和技术分析，根据自身的生产规模和实际需要，选择成本效益匹配的控制系统和设备，正确处理成本与成本效益的关系，避免盲目追求髙端设备和技术，防止形成浪费。成本投入也可以分期分批逐步引入自动化控制技术，分步实现自动化，降低成本压力。也可以先在个别关键生产环节上引入自动化设备，取得一定的收益后，再逐步扩大应用范围。在运行成本方面，科学管理成本，合理控制设备维护、软件修改等方面的费用，正确处理成本与成本效益的关系，尽可能地降低成本。与成本投入一样，成本控制也可以分期分批逐步实施。自动控制系统购置费用高、软件修改费用高是造成成本压力的主要原因，应该正确处理成本与成本效益的关系，尽可能地降低成本。与供应商建立长期合作关系，取得比较优惠的价格和售后服务。正确处理成本与成本效益的关系，发挥自动控制系统对安全生产和提高生产率的积极作用。安全生产是化工生产的生命线，也是降低成本的重要途径。

结束语：自动化控制技术在化工安全生产中具有重要性大。只有对生产的全过程进行检测、控制、管理，才能保证化工生产的安全、正常、稳定，减少和防止事故发生，减少人员伤亡、财产损失。在生产实践中，我们看到，化工生产的各个环节都离不开自动化控制系统的控制，从物料的输送、反应过程、产品的分离储存。
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