化工工程中的自动化控制与智能化发展

化工工程中的自动化控制与智能化发展

康兆刚  赵鑫

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摘要：随着科技的发展，化工行业不断进步。化工机械自动化技术的发展可以追溯到20世纪60年代。当时，随着计算机技术的飞速发展，化工生产过程中的自动化控制技术得到极大提升。通过引入PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等先进的控制设备，化工生产过程的控制和监测变得更加方便和高效。随着人工智能、物联网、云计算等新兴技术的不断涌现，化工机械自动化技术也在不断创新和升级。

关键词：化工工程；自动化控制；智能化；发展

引言

目前，社会各行各业正面临智能化的技术革新，化工企业也同样处于智能化建设的浪潮之中，以安全风险智能管控、安全信息自动处理为方向的智能安全、智慧化工建设发展迅速。国有大型化工企业有条件、有能力应用信息科技手段，加强安全管理水平，筑牢科技兴安、科技保安、本质安全的基础。积极开展安全智能信息平台建设，应用计算机、网络、物联网、信息技术等工具与手段来不断提高安全管理水平。

1化工机械自动化的关键技术

1.1传感器技术在化工机械自动化中的应用

（1）传感器技术在化工机械自动化中的应用范围非常广泛。传感器可以用于监测和控制化工生产过程中的温度、压力、流量、液位、pH值等各种参数，实现对生产过程的实时监测和控制。传感器还可以用于检测化工设备的运行状态，及时发现故障并进行预警处理，提高设备的可靠性和稳定性。此外，传感器还可以用于环境监测和安全监控，保障生产过程的安全性和稳定性。

（2）传感器技术在化工机械自动化中的应用具有很多优势。首先，传感器具有高精度、高灵敏度和高可靠性，能够准确地监测和控制各种参数，确保生产过程的稳定性和高效性；其次，传感器可以实现远程监测和控制，减少人工干预，提高生产效率和降低生产成本；再次，传感器具有快速响应和实时监测的特点，能够及时发现问题并进行处理，保障生产过程的安全性和稳定性；最后，传感器还可以实现数据采集和分析，为生产过程的优化提供数据支持，提高产品质量和降低生产成本。

1.2人工智能技术在化工机械自动化中的发展

（1）控制系统可以实现对生产过程的实时监测和调节。通过传感器和执行器等设备，控制系统可以获取各种参数如温度、压力、流量等的实时数据，并根据预设的控制策略进行调节。可确保生产过程始终处于最佳状态，提高生产效率和产品质量。

（2）控制系统可以实现生产过程的自动化运行。在化工生产中，有些生产过程需要长时间连续运行或需要按照特定的程序进行操作，这就需要控制系统实现对生产设备的自动控制。控制系统可以根据预设的程序和逻辑进行自动化运行，减少人为干预，提高生产效率和稳定性。

（3）控制系统还可以实现对生产过程的安全监控和保护。在化工生产中，有些生产过程可能存在一定的危险性，如高温、高压等，控制系统可以通过监测各种参数并及时采取措施来确保生产过程的安全运行。

2平台建设及功能实现

2.1智能化安全监控模块

(1)智能化安全视频监控中心实现对现场违章和异常进行监测，分析人员异常行为，如烟火识别、安全带佩戴检测、移动看手机、未佩戴安全帽、吸烟检测等。对现场人员违章和异常行为第一时间推送给相关管理人员，经安全管理人员确认后，自动形成通报考核单。(2)利用移动摄像头等监控设备，对临时作业场所、高风险作业点进行作业区域划分，实现实时视频监控、语音对讲、违章抓拍和分析、违章信息推送等功能。(3)有限空间作业实时视频监控、气体监测、语音对讲、生命体征监测、人员一键报警等功能，并与视频监控中心联动。(4)实现引导式巡检管控，解决现场人员不检、漏检、巡而不检等问题。规范现场安全管理，实现现场账物合一、全程留痕、票证流程化、智能监督现场作业，提高管理效率，降低现场作业风险，落实对安全管理的全方位管控。(5)辅助风险辨识和评价分级，确定管控措施，通过图形化界面实时展示风险四色图、隐患分布、现场作业分布、现场违章分布等信息，实时了解相关业务动态，显示当前单位相关具体业务，实现管理的全局化、可视化和数据联动性，方便查找风险因素，进行风险管理。

2.2数字化安全管控模块

数字化安全管控模块包括管理驾驶舱、制度管理、承包商管理、安全培训、设备设施与特种作业人员管理、人员违章管理、监督检查、安全生产标准化建设管理、消防安全管理等基础业务模块的建设工作。从源头将安全生产信息进行收纳、整理及融合，将日常管理文件流程化、表单化、自动化，形成完善的安全管理台账。建立相关安全知识库，并实现安全管控业务的有效执行。对承包商的资质、管理机构、人员准入、培训管理、关键岗位人员能力验证、承包商考核管理及黑名单等方面进行严格把关。从直接作业许可、巡检管理、承包商管理和隐患排查等过程中自动收集数据，形成数据的存储、归类，根据不同层级的管理要求，进行不同维度的统计与展示，为管理层提供精准看板与决策依据。实现安全生产突发事件应急救援工作遵循分级响应原则，根据不同等级确定相应的应急响应级别。

3功能应用设计与实现

3.1仪控设备位号管理

该应用根据现场的设备情况同步设备信息,并与现场的测量点位进行关联,确定每个设备的测量点位,如控制阀的开度值、温度等。台账和点位关系是整个仪控设备的数据基础,可以通过对设备位号的增、删、改、查,生成报警记录数据。

3.2仪控设备报警管理

该应用实现的功能有报警规则配置和报警记录。该功能可以对每个报警单独配置和定义,同时可以设置日期时间、操作员级别、报警类型等不同的类型;用户可以根据设备的位号、地理位置、所处装置、流体介质、压力、温度等参数和属性,通过编辑相应的逻辑运算规则制定相应的报警规则;在满足报警条件后,将相应的报警信息通过短信和邮件的形式发送至相关人员,同时仪控设备产生的异常报警,该应用会通过大数据分析和管理及时解除误判,解决了生产实际过程中通常会有些干扰或不正常的报警现象。

3.3仪控设备智能巡检管理

该应用包括巡检计划、巡检路线、巡检过程、巡检统计管理。巡检计划分为周期性巡检与临时巡检,同时支持自由巡检和指定顺序巡检;巡检路线通过巡检计划路线的设置,能够对现场的设备结合定位信息进行巡检作业,并上传巡检结果;巡检过程可以实时查看巡检负责人、巡检结果等信息,并支持巡检过程全程可视化,实时轨迹回放;传统仪控设备管理缺乏智能化故障诊断和排除能力,仪控设备巡检应用通过融合监控技术、通信技术、信息处理技术,能及时对故障设备发出预警,并有效处理设备缺陷。

3.4仪控设备健康状态可视化

该应用提供更加全面和准确的设备运行状态信息,包括温度、湿度、电压等参数,这些信息有助于工程师和技术人员及时发现设备的故障和问题,从而更好地进行维护和管理。同时,将开关阀、控制阀、在线分析仪表等设备的运行状态以三维图像的形式呈现出来,让现场工作人员能够更加直观地了解设备的运行情况,提高设备的安全性和可靠性,降低生产成本和提高生产效率。

结语

近年来，随着工业4.0的兴起，化工机械自动化工艺在生产过程中的应用越来越广泛。通过引入先进的传感器技术、控制系统和自动化设备，化工企业可以实现生产过程的数字化管理和智能化控制，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，实现可持续发展。

参考文献

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