关键词：精细化工生产装置；综合自动化控制系统；在线质量控制；集成控制
引言：现有的小型精细化工装置自控装置水平较低，基本以手动生产操作为主，存在一定的安全隐患。因此，新时期，应该按照工艺专业操作的控制要求，遵照具体的原则，完成综合自动化控制系统的系统。除此之外，还要保证技术可行性和经济合理性，以此让小型精细化工装置设备可以稳定、安全、高效的运行。
1 小型精细化工装置设备构成和工艺流程
一般情况下，小型精细化工装置设备中包括反应釜、原料罐、换热器、高位辅料管等设备。以氧化淀粉的精细化工生产为例，首先做好准备工作，将蒸汽发生器水位控制在设定范围内，确保温度满足生产需求，以及其他设备都在自动控制的范围。其次，对将原料注入到原料罐中，打开原料泵进行搅拌。并且让原料运输注入到相应的设备中，完成原料反应过程。最后，在反应结束后，进一步处理产品，直到生产金属后，就可以关闭各阀门和电源。在这个过程中涉及到的步骤和流程较多，对操作人员而言，难度较大、工作繁琐，而且浓度、温度等各项参数控制难度较大。如果可以实现小型精细化工装置设备综合自动化控制，不仅可以提高生产效率，还能够强化生产质量[1]。
2 综合自动化控制系统设计技术方案分析
2.1基本控制系统设计技术方案
在进行综合自动化控制系统设计的过程中，先要根据小型精细化工装置设备的基本运行过程中，结合控制要求和工艺专业，完成基本控制系统设计技术方案。如图1和图2所示，分别为基本过程控制系统的硬件设计方案和软件设计方案。利用这些软硬件，可以实现现场采集、存储、管理等多项功能，对生产过程形成信息化管理。
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2.2 工艺过程配方处理控制技术
工艺过程配方处理控制技术就是按照小型精细化工装置设备规定的控制软件运行流程菜单，包括：改革型号、生产操作顺序、设备类型尺寸等内容，完成控制。在工艺过程配方处理控制技术中，可以实现对不同产品的全自动生产，真正实现自动操作和控制，只需要输入相应的配方参数，或者参数计算公式，就可以保证机械设备自动运行。但需要注意是，在实际应用过程中，需要经过现场调试，确保该系统可以稳定运行不同的控制配方[2]。
2.3 集成控制系统设计技术方案
集成控制主要分为过程控制和制造执行控制两个部分，小型精细化工装置设备在生产过程中，利用该系统实现对生产过程的控制。因此，集成控制系统也是综合自动化控制系统中的核心关键，不仅可以实现数据的实时交换，还能够保证系统的稳定、可靠运行。比如：某小型精细化工装置设备的工艺介质腐蚀性较强，对设备耐腐蚀性要求较高，在集成控制系统下，可以借助传感器和执行机构，确保防腐蚀措施得到真正的落实。也可以加入专门的防腐蚀传感器，展开特殊定制加工，比如：一些工艺介质都具有易燃易爆的特性，此时就可以在集成控制中加入安全防爆的控制系统。
2.4 在线质量控制系统设计方案
对于小型精细化工装置设备而言，生产质量是非常关键的内容，因此，在线质量控制系统设计方案必须要得到重视。一般情况下，会应用近红外光谱技术完成质量控制，该种技术可以对原料、生产中间体、产品进行在线检测，从而更好的控制生产质量。在实际应用过程中，可以根据过往数据案例，设计分析模型库，为近红外光谱技术提供参考，实现全面在线质量控制。
2.5 电气控制系统设计技术方案
电气控制系统也是小型精细化工装置设备中和自动化控制系统中的一部分，主要针对生产用电和照明用电进行控制。配电开关柜、就地控制盒以及遥控系统作为其组成部分，分别被安装在配电室内、生产车间各工艺装置旁以及集成控制系统中，以此为操作人员提供便利，可以就地开展操作，满足工艺自动运行要求。遥控系统是电气控制系统中的关键，借助这一系统可以实现小型精细化工装置设备中各个电气设备的自动启停。需要注意的是，在设计发电机房的过程中，要选用柴油发电机等自发电设备，在这样的情况下，即便市电停电，也可以紧急启用自发电设备。
2.6 安全控制系统设计技术方案
在小型精细化工装置设备中安全防护控制系统具有着至关重要的作用，是规避风险，保证人员安全、维持设备稳定运行的关键。在安全防护控制系统中主要包括：基本自控系统、非常工况管理系统、经济停车系统、安全仪表系统、泄漏自动检测等，以此可以实现多层次安全性保护工作。在小型精细化工装置设备安全防护控制系统中最为主要的是非正常工况管理系统，借助该系统可以实现应用统计监控、故障诊断、容错控制、报警管理等功能，实现对工艺过程的全面监控，在发现事故隐患风险的第一时间，让设备回归正常。比如：PCS7-F安全仪表，就设计了紧急停车系统，一旦参数超过限定，就会自动报警，并且以远程遥控阀门执行机构连锁动作，让工艺可以安全停车，避免事故发生。除此之外，利用有股有害物质泄漏检测系统，可以避免有毒害有害气体扩散，还可以在启动洗消系统，降低有害有毒物质浓度，创造一个安全的工作环境。
2.7 仿真培训系统设计技术方案
仿真培训系统主要是借助仿真服务器、教师指令台、学员培训站、大屏幕投影显示系统、仿真演示软件、仿真操作软件、声光相似模拟屏等组件实现的只能过程控制仿真模式。在这种模式下，可以更好的完成操作人员仿真培训工作，提高培训操作的真实性和高效性。让操作人员的操作能力得到真正的提高。在此类型的仿真培训设计技术的基础上，可以从根本上确保自控系统可以达到安全可靠的设计目标。比如：某新一代小型精细化工装置设备中的仿真培训系统为例，一台教师指令机可以控制12台学员培训站。培训员可以在指令台上完成工艺过程运行场景和条件的设置，学员则在培训站上进行仿真操作，通过这种方式，能够最大程度提高培训效果。
总结：综上所述，新一代小型精细化工装置设备综合自动化控制系统，运行可靠性、安全性得到了显著提高。最为主要的是，人机交互界面更加友好、操作简单，可以实现多种产品的安全自动生产。在实际设计过程中，要根据具体的工艺流程、生产装置运行需求完成对各分系统的设计，确保所有的功能得到实现。
参考文献：
[1]周桐.化工装置仪表自控系统的防雷措施[J].设备管理与维修,2019(24):49-51.
[2]黄绪山.化工生产装置现场仪表的管理与维护[J].化工管理,2019(18):132-133.
作者简介：王飞（1990.04--）；性别：男，籍贯：山东省菏泽市曹县梁堤头镇王庄村，学历：大专，毕业于齐鲁工业大学；现有职称：注册安全工程师、注册二级建造师、助理工程师；研究方向：化工安全。
论文作者:王飞
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：装置论文; 精细化工论文; 控制系统论文; 设备论文; 系统论文; 操作论文; 技术论文; 《工程管理前沿》2020年5期论文;