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精细化工中自动化技术的应用探究【摘要】精细化工中自动化技术的应用对于提高生产效率、降低成本、保障产品质量具有重要意义。
本文首先对精细化工的概述和特点进行了介绍，然后分析了自动化技术在精细化工中的应用现状。
接着探讨了自动化技术在精细化工中的主要应用领域，并就其优势和挑战展开讨论。
对精细化工中自动化技术的发展趋势进行了展望，指出其应用前景广阔。
通过本文的探究，有助于更好地理解精细化工中自动化技术的重要性和发展方向，为相关领域的研究和实践提供了参考和借鉴。
【关键词】精细化工，自动化技术，应用探究，概述，现状分析，主要应用领域，优势，挑战，发展趋势，应用前景，总结，展望1. 引言1.1 精细化工中自动化技术的应用探究精细化工是指在化工生产中所涉及的生产工艺、设备、产品及相关工程技术具有高度细致、专业和精确度的特点，是一个技术含量较高、要求较严格的工业领域。
在精细化工的生产过程中，自动化技术的应用起着至关重要的作用，可以提高生产效率，降低生产成本，增强产品质量稳定性，提高生产安全性。
自动化技术在精细化工中的应用已经成为一个不可或缺的趋势。
随着科技的不断发展，自动化技术得到了不断的完善和提高，越来越多的精细化工生产企业开始采用先进的自动化设备和控制系统，以提高生产水平和竞争力。
本文将通过对精细化工的概述及特点、自动化技术在精细化工中的应用现状分析、自动化技术在精细化工中的主要应用领域、自动化技术在精细化工中的优势和挑战、以及精细化工中自动化技术的发展趋势等方面展开探讨，旨在更深入地了解自动化技术在精细化工生产中的作用和意义，为相关研究和实践提供参考和借鉴。
2. 正文2.1 精细化工概述及其特点精细化工是指对材料进行精确控制和处理的一种工艺，通常用于生产高纯度化合物或精密器件。
其特点包括工艺复杂、操作精细、产量低、成本高、对环境要求严格。
精细化工的产品通常具有高附加值，广泛应用于电子、医药、化工等领域。
在精细化工中，自动化技术的应用已经成为提高生产效率、保证产品质量的重要手段。
石化石油化学工业，指化学工业中以石油为原料生产化学品的领域，广义上也包括天然气化工。
石油化工作为一个新兴工业，是20世纪20年代随石油炼制工业的发展而形成，于第二次世界大战期间成长起来的（见石油化工发展史）。
战后，石油化工的高速发展，使大量化学品的生产从传统的以煤及农林产品为原料，转移到以石油及天然气为原料的基础上来。
石油化工已成为化学工业中的基干工业，在国民经济中占有极重要的地位。
石油化工的范畴以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。
石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气，以及油田气、天然气等。
石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃，芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。
石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。
从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。
随着科学技术的发展，上述烯烃、芳烃经加工可生产包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维等高分子产品及一系列制品，如表面活性剂等精细化学品，因此石油化工的范畴已扩大到高分子化工和精细化工的大部分领域。
石油化工生产，一般与石油炼制或天然气加工结合，相互提供原料、副产品或半成品，以提高经济效益（见石油化工联合企业）。
乙烯生产乙烯是无色、微甜的气体，是最简单的烯烃产品。
它包含了4个氢原子和2个碳原子，由一个双键连接。
由于这个双键，乙烯又称为不饱和碳氢化合物，或石蜡。
乙烯最初主要作为其它化学材料特别是塑料生产的中间原料，可以用于生产聚乙烯、二氯乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、聚苯乙烯等重要塑料材料。
乙烯工厂也称为烯烃厂，通常包括：乙烯、丙烯、丁二烯、异丁烯、异戊二烯等装置。
乙烯可由天然气或石脑油生成，也可以甲醇-烯烃化制得。
生产乙烯的原料包括：乙烷、丙烷、炼油气体、丁烷、残油液、天然气、轻/重石脑油、煤油/柴油等。
生产乙烯一共有6步：步骤一：蒸汽裂解。
过氧化工艺装置的上下游配套装置自动化控制改造指南1适用范围适用于涉及过氧化工艺装置的危险化学品生产、使用取证企业。
2过氧化工艺装置的上下游配套装置与过氧化工艺存在上、下游关系的生产工序，包括原料处理和输送、反应、精（蒸）储精制、产品包装、危险化学品储运、废料储存处置等工艺装置。
3总则3.1自动化控制应满足安监总管三（2009）116号和安监总管三[2013）3号提出的安全控制基本要求，并应符合危险与可操作性分析（HAZOP）报告和保护层分析（LoPA）报告对自动化控制提出的对策措施。
3.2涉及过氧化工艺的精细化工企业应按照安监总管三[2017）1号要求完成反应安全风险评估。
涉及过氧化工艺的精细化工企业应完成全流程（不含公用工程）反应安全风险评估，同时对原料、中间产品、产品及副产物进行热稳定性测试和蒸偏、干燥、储存等单元操作的风险评估。
企业应采纳反应安全风险评估报告中确定的反应工艺危险度等级和评估建议,设置相应的安全设施、安全仪表系统和自动控制系统。
3.3企业应委托具备规定资质的单位进行自动化控制系统设计和安装。
4自动化控制要点4.1通用规定4.1.1重点监控的工艺参数应传送至控制室集中显示。
自动化控制系统应具备远程调节、信息存储、连续记录、超限报警、联锁切断、紧急停车等功能。
4.1.2涉及极度、高度危害气体的生产、储存设施应与应急处置系统联锁。
4.1.3处于备用状态的有毒气体应急处置系统应设置联锁启动和一键启动功能，吸收剂供应泵、吸收剂循环泵应设置备用泵，备用泵应具备低压或低流量自启动功能，用电负荷应为一级负荷。
4.2原料处理4.2.1涉及可燃、有毒等原料相变工艺过程的设施，应设置温度/压力远传、温度/压力超限报警、温度/压力与热（冷）媒或泄放系统联锁。
4.2.2涉及固体原料连续输送工艺过程的，应采用机械或气力输送方式。
可燃固体采用机械输送时应设置故障停机联锁系统。
涉及易燃、易爆物质的气力输送应采用氮气等惰性气体输送并设置气体压力自动调节装置，且应设置氧含量在线监测。
精细化工企业安全管理-自动化控制1自动化控制要求1.1涉及“两重点一重大”的生产装置和储存设施应设置紧急切断装置和自动化控制系统。
构成一级或者二级重大危险源的生产装置，应装备紧急停车系统。
1.2高危工艺装置应实现原料处理和投料、反应、后处理和产品储存（包装）等全流程自动化，高危工艺所在的厂房内同时布置的其他装置也应实现自动化。
涉及爆炸性危险化学品的工艺装置应实现自动化控制。
使用硝化物的工艺装置经工艺危险性分析具有爆炸风险的，应实现自动化控制。
1.3企业应在下列场所设置紧急停车按钮：——涉及高危工艺，因超温、超压可能引起火灾、爆炸的反应设备的现场。
——构成一级、二级危险化学品重大危险源的危险化学品的罐组防火堤外、泵站、装卸站。
1.4涉及易燃、有毒等固体原料经熔融成液体相变工艺过程的设施，应设置温度/压力远传、温度/压力超限报警、温度/压力与热（冷）媒或泄放系统联锁。
1.5可燃、有毒及强腐蚀性液体槽车充装应设置流量自动控制、高液位停止充装等功能。
1.6带有高液位联锁功能的可燃液体和类别1、类别2急性毒性的液体储罐应配备两种不同原理的液位计或液位开关，安全仪表系统高液位联锁测量仪表和基本控制回路液位计应分开设置。
危险化学品压力储罐应设置两套不同取源点的压力测量仪表，且其中至少一套具有远传功能。
1.7企业的仪表气源总管应设置压力测量仪表，实现远传、报警联锁功能。
1.8涉及危险化学品重大危险源的仓库除设置现场信号外，其室内的温度、湿度以及可燃/有毒气体浓度的监控信号应引入控制室集中监控，并做好仓库区室外气温、湿度、风速、风向等环境参数的监测。
1.9企业应针对以太网-先进物理层（Ethernet-APL）、远程通用I/O等新型工业控制网络中防腐、防爆、检维修等技术内容，编制相关规程并贯彻执行。
2自动化控制仪表2.1应根据精细化工生产的特点和需要，设置相应的基本过程控制系统（BPCS）、安全仪表系统（SIS）、可燃/有毒气体检测报警系统（GDS）。
电解（氯碱）工艺重点监控的工艺参数及自动化控制方案一、重点监控的工艺参数和控制要求1.液位盐水及碱液高位槽应设液位计，其液位高低将影响电解槽的液位。
阳极液循环槽、阴极液循环槽内液体满时会造成电解槽内液体无法排出，槽内无液体时淡盐水无法循环，阳极液循环槽、阴极液循环槽应设液位计。
2.电流和电压电解槽的电流大小与电解后阴极处烧碱的浓度成比例关系，电解槽电流增加时电解槽电压也会增加，槽电压高将导致电耗增加，单元槽电压反映膜的性能及阳极阴极活性状态，应检测电解槽电流及单元槽电压。
3.进出物料流量为了保证电解槽安全运行，应保持电解液在膜表面的浓度均匀和足够的循环量，应控制盐水和碱液进槽流量、浓度，另外阳极室加酸调PH值时也应精确控制流量。
4.可燃和有毒气体浓度电解（氯碱）产生的氢气为甲类易燃易爆气体，氯气为剧毒气体，应设置可燃及有毒气体报警器。
5.温度电解液和膜的电阻随温度的上升而降低，电解液温度增加膜的孔隙率增加，有助于提高膜的电导率，从而降低槽电压，因此应检测电解槽温度。
6.压力为检测电解槽内运行状况，应检测氢气和氯气压力，为确保电解槽中离子膜贴向阳极，从而使槽电压降低，要求氢气压力必须大于氯气压力。
7.原料中核含量原料中有游离氨或铁离子存在时，在电解过程的酸性条件（PHV4.5）下与氯气或次氯酸反应生成三氯化氮，三氯化氮是一种爆炸性物质，极易造成爆炸事故，应检测原料盐水中的铁含量。
8.氯气杂质含量（水、氢气、氧气、三氯化氮等）氯气总管中含氢应WO.4%,干燥后的氯气含水量应小于200mg∕kg,含水量超标会引起管道或设备腐蚀加快，应定期从氯气主管取样分析杂质含量。
9,氢气纯度空气中氢气的体积分数为4%~75%时遇到火源可引起爆炸，电解产生的氢气中含有氧气和氯气，为避免因氧气和氯气含量过高而引发爆炸事故，应定期从氢气主管取样分析氢气纯度。
二、安全控制方案（一）各工艺参数的控制方式电解槽电流和电压、进出物料流量、温度、压力、原料中链含量、氯气杂质含量、氢气纯度等重点监控工艺参数的控制方式见附表2o（-）工艺系统控制方式1基本监控要求电解（氯碱）工艺的生产装置设置的自动控制系统应达到重点监管危险化工工艺目录中有关安全控制的基本要求，重点监控工艺参数应传送至控制室集中显示，并按照宜采用的控制方式设置相应的联锁。
精细化工生产的主要安全风险来自工艺反应的热风险，根据安监总管三（2009）116 号、苏应急(2019) 53 号的文件精神，联系现行药品生产质量管理规范GMP，所以在设计、生产及维保过程中都要把冷却系放到重要位置。
下面首先结合53 号文件中对化工反应中冷却过程的相关条款进行摘录和归并，以便后面更好阐述冷却系统设计的原则。
53 号文件中规定，重点监管危险化工工艺安全控制基本要求中涉及反应温度、压力报警及联锁的自动控制方式至少满足下列要求：（1）对于常压、带压放热；使用热媒加热的常压、带压反应工艺以及反应釜应设进料自动控制阀，通过改变进料流量调节反应压力和温度。
反应釜应设反应压力高报警并联锁切断进料、联锁打开紧急冷却系统、紧急泄放设施，或（和）反应釜设反应温度高报警并联锁切断进料，并联锁打开紧急冷却系统、紧急泄放设施。
（2）反应过程中需要通过调节冷却系统控制或者辅助控制反应温度，应当设置自动控制回路，实现反应温度升高时自动提高冷却剂流量；调节精细度要求较高的冷却剂应当设流量控制回路。
属于同一种反应工艺，多个反应釜串连使用的，各釜应设反应温度、压力远传以及报警。
各反应釜应设温度、压力高高报警。
任一反应釜温度或压力高报警时应联锁切断总进料, 重点监管危险化工工艺安全控制基本要求中涉及反应物料配比、液位以及进出物料流量等报警及联锁的自动控制方式应同时满足其要求。
（3）当一个反应釜同时涉及 2 个或以上不同的危险化工工艺，涉及热媒、冷媒（含预热、预冷和反应物的冷却）切换操作的, 应分别设置独立的自动控制系统或具备切换控制的功能。
（4）设有搅拌/ 外循环冷却或加热系统的反应釜，应设搅拌电流远传指示，搅拌系统故障停机时应联锁切断进料和热媒。
某合成工艺流程简图（5）在控制室CCR 自动控制系统DCS 或反应釜现场设紧急停车系统ESD 或就地紧急停车按纽，控制室紧急停车按钮应在辅操台上设置硬按钮，就地紧急停车按钮应分区域集中设置在操作人员易于接近的地点。
工艺系统及生产设施设计防火标准目录工艺系统及生产设施设计防火标准 (1)1 一般规定 (1)2 反应器 (2)3 泵、压缩机 (3)4 导热油炉 (4)5 生产设施内布置 (4)6 污水处理及循环水 (8)7 泄压排放 (9)8 过程检测及自动控制 (11)1 一般规定1.1 使用或生产甲、乙类物质的工艺系统设计，应符合下列规定：1 宜采用密闭设备。
当不具备密闭条件时，应采取有效的安全环保措施；2 对于间歇操作且存在易燃易爆危险的工艺系统宜采取氮气保护措施。
1.2 顶部可能存在空气时，可燃液体容器或储罐的进料管道应从容器或储罐下部接入；若必须从上部接入，宜延伸至距容器或储罐底200mm处。
1.3 对于忌水物质的反应或储存设备，应采取防止该类物质与水接触的安全措施。
1.4 可能被点燃引爆的可燃粉尘（粒）采用气力输送时，输送气体应采用氮气、惰性气体或充入这些气体的空气，其氧气浓度应根据可燃粉尘（粒）的极限氧浓度（LOC）确定，并应符合下列规定：1 具有氧气浓度连续监控和安全联锁的场合，当LOC不小于5%（体积）时，安全余量不应小于2%（体积）；当LOC小于5%（体积）时，氧气浓度不应大于LOC的60%；2 无氧气浓度连续监控和安全联锁的场合，当LOC不小于7.5%（体积）时，安全余量不应小于4.5%（体积）；当LOC小于7.5%（体积）时，氧气浓度不应大于LOC 的40%。
1.5 采用热氧化炉等废气处理设施处理含挥发性有机物的废气时，应设置燃烧室高温联锁保护系统和燃烧室超压泄爆装置，宜设置进气浓度监控与高浓度联锁系统、废气管路阻火器和泄爆装置。
1.6 严禁将可能发生化学反应并形成爆炸性混合物的气体混合排放。
1.7 下列设备应设置防静电接地：1 使用或生产可燃气体、液化烃、可燃液体的设备；2 加工或处理有可燃粉尘或粉体的设备。
1.8 加工或处理可燃粉尘或粉体的场所，设备之间连接和接地应采用金属或其它导体材料。
摘要:随着我国科学与经济的蓬勃发展，自动化控制系统被广泛应用，传统的化工产业人工操作早已被自动化控制技术所取代。
而信息化的化工生产才是现阶段研究生产的主流，只有自动化控制技术的研发，才能保证化工生产的高效与精确性，从而实现企业经济的不断增益。
关键词:自动化控制化工企业1精细化工企业自动化生产的现状由于国内科技水平及市场经济的不断增长，我国精细化工企业为满足人们对于精细化产品的生产需求，精细化工企业逐渐向自动化、信息化、网络化的方向发展。
实现自动化控制系统为精细化工企业带来了新的机遇和挑战，精细化工企业要充分利用自动化控制系统的优势，运用创新的技术手段及先进的设备，使企业提高生产精细化工产品的效率，从而进一步实现人们对精细化工产品的生产需求。
2精细化工企业应用自动化控制技术的重要性为满足我国对于精细化工产品的生产需求，精细化工企业为适应时代的发展，必须得转变以往的企业化工生产模式。
精细化工企业采用先进的技术设备，使产品质量、生产效率、人员水平得到全面提高，应用自动化控制技术有利于精细化工企业的发展。
2.1应用自动化控制技术有利于提升精细化工企业的竞争力精细化工企业的生产方向要针对精细化学品的工业生产，为提高精细化工企业的竞争力，化学工业主要采用化学新材料生产出精细化工产品，目前精细化工在化学工业当中发挥出了关键作用。
精细化工产品凭借其产品的多样性、实用性、利用率高等优点得到大量的运用，其使用范围的广泛性使得精细化工产品在经济行业、技术产业同样占据了市场，只有精细化工的生产才能使精细化工企业迈上新的阶梯。
精细化工产品具有极高的附加价值，发展精细加工产业是提高经济效益、影响各国工业结构的关键之一，所以精细化工产业水平的高低，也是证明一个国家化工产业是否发达的判断标准。
由于精细化工产业在市场上的巨大影响，精细化工企业也应该紧跟时代的进步，利用创新的生产技术提升产品质量，实现生产效率的提高。
自动化控制技术有利于提升产品质量，在产品生产过程中充分发挥辅助作用，通过自动化的监控、监督，实现产品的精细化及高效生产。
应用PLC控制的自动配料系统的设计方案引言自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。
自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。
系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络，通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。
在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。
1.自动配料系统的构成该自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成，编号分别为1#、2#、3# 、4#、5#、，其中1#～4#为一组，1#为主料秤，其余三台为辅料秤。
当不需要添加辅料时，5#电子秤单独工作输送主料。
系统具有恒流量和配比控制两种功能。
对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求。
以主秤（1#）系统工艺流程来分析，工艺流程如图1所示。
自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速。
料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。
称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号。
该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号，在上位机上显示当前流量值。
同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。
调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。
图1：系统工艺流程流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。
电子皮带秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差。
在流量实际控制中采用工业控制中应用为广泛的PID调节，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，控制量输入和输出（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：公式中e（t）表示误差、控制器输入，u（t）是控制器的输出，kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。
一种小型精细化工生产装置综合 自动化控制系统的设计
邹志云刘燕军刘兴红赵丹丹郭宇晴郭宁防化研究院，北京 １０２２０５摘要：分析了某小型精细化工生产装置自控系统的现状和问题，提出了设计该小型精细化工生产装置新一代自控系统的基本原则，确定了新一代自控系统应由基本过程控制系统、安全防护控制系统和仿真培训系统等组成，详细论述了采用计算机集成控制系统及配方处理技术实现该小型精细化工生产装置间歇生产过程全面自动控制的技术方案，并讨论了该小型精细化工生产装置的在线质量控制、电气控制、多层安全防护控制和仿真培训系统等的设计技术方案。按此构想设计的新一代小型精细化工生产装置自控系统预期可以达到安全可靠、技术先进的建设目标。关键词：精细化工过程；间歇过程控制；集成控制；安全防护控制；在线质量控制；仿真培训《冶金自动化》２０１４年Ｓ２控系统相连，实现Ｔ艺过程的仿真培训、仿真演示，提高操作人员的培训效率及其安全操作和事故紧急处置技能。自控系统、非正常工况管理系统、安全仪表系统与泄漏自动检测和洗消系统、污染控制与防治系统等一起组成该小型精细化工生产装置的安全防护层。１基本过程控制系统设计技术方案根据工艺专业的初步检测、控制要求确定的该小型精细化工生产装置基本过程控制系统的硬件分系统和软件分系统设计方案分别如图１和图２所示。
图１基本过程控制系统的硬件设计方案
图２基本过程控制系统的软件设计方案分别对原料准备装置、主生产装置１、主生产装置２、主生产装置３、产品灌装线、三废处理装置、辅助工艺装置等现场工艺过程设置现场控制站，运行现场控制软件，通过基础控制器对工艺过程进行就地集中操作、控制。中央控制室中的操作控制装置通过实时以太网、现场总线等数据通信网与各现场控制站进行数据通信。在中央控制室，设置３个操作员站（０ｐｅｒａｔｏｒＳｔａｔｊｏｎ，０ｓ），运行监控软件，对。ｒ艺过程进行遥控和自控；设置１套大屏幕投影显示系统用于工艺过程运行情况的显示及对生产装置的演示介绍；设置１个工程师站（ＥｎｇｉｎｅｅｒＳｔａｔｉｏｎ，ＥＳ），运行组态软件，对控制系统进行组态编程、软件开发和系・６３０・统调试；设置ｌ台问歇生产控制服务器（ＢａｔｃｈＣｏｎｔｒｏｌｓｅｒｖｅｒ），运行ＳｉｍａｔｉｃＢａｔｃｈ等问歇过程批处理控制软件，实现基于工艺操作规程的间歇生产过程的自动操作和运行；设置１台实时数据库与生产管理服务器用于从现场采集、存储和管理Ｔ艺过程实时运行数据，运行实时数据库（ＲｅａｌＤＢ）、制造执行系统（ＭａＪｌｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｘｅｃｕｔｉｏｎＳｙｓ—ｔｅｍ，ＭＥｓ）等软件对生产过程进行信息化管理。２工艺过程的配方处理和控制技术方案工艺生产过程的配方（Ｒｅｃｉｐｅ）是按Ｔ艺操作规程确定的控制软件运行菜单，它包括标题（辨识生产的产品及其规格型号）、程序（规定了生产一类产品所需的牛产操作及其顺序）、设备要求（规定了产品生产需要的设备类型、尺寸以及材质等要求）、计算式（与产品生产程序相关的一组数据，包括原料组分的品种规格、数量以及操作条件等工艺参数）等４方面内容。５。。选用ｓｊｍａｔｉｃＰｃｓ７等计算机集成控制系统，应用其ＳｉｍａｔｉｃＢａｔｃｈ等问歇过程批处理控制软件进行编程开发，按ＩｓＡＳＰ８８间歇过程控制标准。６’７１依序建立各生产单元的通用配方、现场配方、主配《冶金自动化》２０１４年Ｓ２方和控制配方。配方中均包括了名称（产品名称）、程序（操作顺序，如加热、混合、反应等操作单元组成的生产程序）、公式（工艺参数，如原料组分和数量、温度、时间等工艺参数计算公式）、设备（要求的设备）等内容。在ｓｉｍａｔｉｃＢａｔｃｈ中可较方便地完成配方的建立和编辑，配方的传递和存取，在线修改配方以及配方在计算机控制系统上的应用实施等任务，从而实现该精细化工牛产装置中各间歇生产工艺过程的全面自动操作和控制。对不同产品的生产，可根据其生产工艺操作规程，采用ｓｉｍａｔｉｃＰＣＳ７计算机集成控制系统，事先用ｓｉｍａｔｉｃＢａｔｃｈ建立其生产工艺配方，开发好控制配方软件，事先在现场安装、调试好，在生产时运行不同的控制配方即町。３计算机集成控制系统设计技术方案应用计算机集成控制技术，设计由过程控制系统（ＰｍｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ，ＰＣｓ）和制造执行系统组成的小型精细化工生产装置计算机集成控制系统（ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰｒｏｃｅｓｓＳｙｓｔｅｍ，ＣＩＰｓ），实现该小型精细化工生产装置生产过程顺序控制、离散控制和调节控制的集成，以及生产过程的操作、控制和管理的集成，提高该小型精细化工生产装置的综合自动化水平。８。９Ｊ。其中的总线式数据通信子系统，主要应用Ｐｍ胁ｕｓ—ＤＰ现场总线和工、业以太网数据通信技术，实现精细化工装置生产工艺过程的单机系统、分散单元、功能软件及运行数据的集成，实现测量、控制数据的高速、可靠实时数据交换，保证计算机集成控制系统的稳定、可靠运行。由于该小型精细化工生产装置的工艺介质一般腐蚀性较强，需要选用耐腐蚀材质制作的设备，或进行搪瓷、喷涂耐腐蚀材料，选用耐腐蚀材料衬里等方法进行防腐。自控系统的传感器、执行机构等与工艺介质接触部分都要考虑可靠、有效的防腐蚀措施，除与工艺设备防腐采用相同的方法外，有时由于传感器、执行机构的口径小难以采用与工艺设备相同的方法，还需进行专门的防腐蚀传感器、执行机构研制或特殊定制加工。有的工艺介质具有易燃易爆等特性，这时就需设计防爆控制系统，可采用隔离防爆或本质安全防爆等防爆方法，必要时也可选用本身防爆的气动仪表。４在线质量控制系统设计技术方案应用近红外光谱仪或拉曼光谱仪及其检测技术，对该小型精细化工生产装置生产所用原料，生产的中间体和产品的组分、浓度等参数进行在线检测，与取样分析化验相结合，设计和应用分析化验实验室信息管理系统（ＬＩＭｓ），联接到该小型精细化工生产装置的计算机集成控制系统中，实现该小型精细化工生产装置生产质量的在线实时控制。其中，通过取样、配样，应用化学计量学方法事先建立该小型精细化工生产装置常用化学品的近红外光谱分析模型库，可实现该小型精细化工生产装置生产过程的全面在线质量控制。１”“。。近红外光谱分析系统在该小型精细化工生产装置质量检测中的应用方案如图３所示。
图３近红外光谱在线分析系统应用方案５电气控制系统设计技术方案电气控制系统包括生产用电控制和照明用电控制两部分，由配电开关柜、就地控制盒和遥控系统等组成。配电开关柜设置在配电室内，就地控制盒设置在生产车间内各工艺装置旁，方便工艺人员就地操作；电气系统的遥控子系统采用ＰＣＳ７的Ｅ他００Ｓ模块，可集成到ＰＣＳ７集成控制系统中，根据工艺过程自动运行要求，实现电动机、泵、电加热器等电气设备的自动起停。设计发电机房，选用柴油发电机等自发电设备，在市电停电时，紧急启用自发电设备。６安全防护控制系统设计技术方案该小型精细化工生产装置的安全防护控制系统包括基本自控系统、非正常工况管理系统（ＡｓＭ）、紧急停车系统（ＥｓＤ）或安全仪表系统（ｓｌｓ）、泄漏自动检测和洗消系统、污染控制与防
・６３ｌ《冶金自动化》２０１４年Ｓ２治系统等层级，町实现精细化学品生产的多层安全保护…。１“。罔４所示为安全防护控制系统组成示意图。图４安全防护控制系统组成示意图其中，非正常工况管理系统（ＡｓＭ）通过应用统计监控、故障诊断、容错控制、报警管理等技术，对工艺过程的运行状况进行监控，及时发现事故苗头，加以纠正，使之回归正常。以ＰＣＳ７．Ｆ安全仪表系统为基础，设计紧急停车系统（ＦＳＤ），通过参数超限检测、报警和遥控阀门等执行机构连锁动作，使工艺过程在出现事故时能安全停车。在生产车间内各有毒有害设备、管路的可能泄漏区域，设置有毒有害物质泄漏检测系统，发现有毒有害物质浓度超限时，启动自动洗消系统，对有毒有害气体喷射消毒蒸汽雾幕进行消毒，对有毒有害液体喷洒消毒粉进行覆盖，再做进一步处理。污染控制与防治系统通过设置废气、废液、废渣等三废收集系统，使用上壤密封剂、防渗膜等，防止污染扩散。７仿真培训系统设计技术方案因为新一代自控系统采用计算机集成控制系统进行自动操作，因此仿真培训系统的设计宜用集成控制系统为平台来进行。仿真培训系统在集成控制系统基础上，增加仿真服务器、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、仿真操作软件和声光显示模拟屏等组件。采用智能过程控制（１Ｐｃ）仿真模式，以集成控制系统操作员监控软件为操作界面，开发工艺过程模．６３２・型及其运算软件，进行仿真培训系统集成‘１４““。该小型精细化工生产装置仿真培训系统的建设方案如图５所示，由１台教师指令台和１２台学员培训站组成。教师在指令台上设置工艺过程运行条件和场景，进行培训考核和计分；同时，可有１２个学员在１２台培训站上进行仿真操作。
图５仿真培训系统设计方案８结束语按以上设计方案建立的小型精细化工生产装置新一代自控系统的各分系统将可达到以下功能要求：（１）基本控制系统能够实现该间歇生产装置的全面自控和遥控，使工艺过程按照工艺操作规程的要求和操作步骤自动、平稳、有序运行，满足生产质量和产量要求。（２）安全防护控制系统能对生产装置运行进行更全面更有效的安全防护，使安全控制系统的安全完整度等级（Ｓ如ｔｙＩｎｔｅ酣ｔｙｋｖｃｌ，ｓＩＬ）达到
更高水平。（３）仿真培训系统能够按照Ｔ艺操作规程和安全规程要求，进行操作人员的仿真培训，使操作培训更加逼真、高效，能形象、生动地进行生产过程的仿真演示。新一代自控系统与原有自控系统相比，运行将更加安全可靠、人机交互界面更加友好、更易于操作。新一代自控系统可独立有效控制各生产单元、各工序的进行与停止，通过输入指令，可以同时实现多种产品的安全、自动生产。因此，预期新一代自控系统可以达到安全可靠、技术先进的设计、建设目标。
参考文献：［１］黄德先，王京春，金以慧．过程控制系统［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０Ｉｌ：５４９－５８２．
［２Ｊ邹志云，林健，叶超英，等小型间歇化工过程的自控实践［Ｊ］电气自动化，１９９９（增刊）：１１４－１１５．
