安全生产与自动化技术的关系

   2022-07-13 工业品商城114
核心提示:当前,我国安全生产科技基础薄弱,安全科技滞后于生产技术发展,是我国安全生产形势严峻的重要原因之一。因此,实施科教兴国和科技兴国战略,建立安全生产长效机制,是我国安全生产的必由之路。依靠科技进步创造本质安全的工作条件和工作环境,是安全生产发展适应全面建设小康社会要求的必然选择。安全生产作为保护和发展社

当前,我国安全生产科技基础薄弱,安全科技滞后于生产技术发展,是我国安全生产形势严峻的重要原因之一。因此,实施科教兴国和科技兴国战略,建立安全生产长效机制,是我国安全生产的必由之路。依靠科技进步创造本质安全的工作条件和工作环境,是安全生产发展适应全面建设小康社会要求的必然选择。安全生产作为保护和发展社会生产力、促进社会经济持续健康发展的基础条件,是社会文明进步的重要标志,是全面建设小康社会的本质内涵,是提高国家综合实力和国际声誉的具体体现。

自动化是指机器或设备在没有任何干预的情况下,按照规定的程序或指令自动运行或控制的过程。自动化技术广泛应用于工业、农业、军事、科研、交通、商业、医疗、服务和家庭。利用自动化技术不仅可以把人们从繁重的体力劳动、部分脑力劳动和恶劣危险的工作环境中解放出来,而且可以扩展人体器官的功能,大大提高劳动生产率,增强人类认识和改造世界的能力。因此,自动化是工业、农业、国防和科技现代化的重要条件和显著标志。设备、系统或过程(生产和管理过程),在没有或很少人直接参与的情况下,根据人的要求,通过自动检测、信息处理、分析判断、操纵和控制,就能达到预期的目标。自动化技术是实现上述目标的科学技术。自动化是运用自动化技术实现安全生产,实施“科技兴国”战略的总称。安全具体到各行各业,但又有不同的内容,如:煤矿安全生产自动化、石化安全生产自动化、化工安全生产自动化、冶金安全生产自动化、交通安全生产自动化、智能建筑安全生产自动化、其他行业安全生产自动化等。

所谓“安全自动化”包括以下两个方面:一是生产过程的自动化。厂矿、城市、系统的生产活动离不开两个因素:生产设备和从事生产的人。安全隐患的存在仅仅是这两个因素造成的。二是信息安全流程自动化。两个方面都有各自的“安全和自动化”的内容。当然,也有国外专家认为,安全可以分为三个层次,即工作人员的人身安全、机器设备的安全和安全管理。“机器安全”(如汽车、金工、包装、印刷、造纸、电梯等。)和“生产安全”(如煤炭、冶金、化工、石化、电力等。)不过和前者矛盾不多。本文主要讨论生产过程中“安全生产”的自动化。当然,“安全自动化”的这两个方面也不能完全割裂开来!随着国际社会经济的全球化和网络化,自动化系统的生产安全与信息安全的联系越来越紧密。来自恐怖分子、黑客和心怀不满的员工的威胁,以及控制系统本身脆弱易受攻击的特点,让我们对其安全防护给予了足够的重视。不容忽视的是,加强控制系统安全保护的呼声不断高涨,绝非空穴来风!世界各国越来越关注制造业和重要基础设施的计算机信息系统遭受“网络”攻击的可能性和危害性。同样,制造业和重要的基础产业(如电力、供水和油气)本身也开始广泛关注工厂中的关键控制系统(DCS、PLC、SCADA系统、HMI和控制系统网络)可能受到计算机攻击的可能性。

所有的生产都是安全的,但所有的生产都有安全隐患,安全隐患分为不同的等级。安全生产以人为本,不仅要保证人的安全,还要保证设备的安全。生产中涉及的安全都是由人来完成的,所以安全生产是以人为本的。随着工业自动化越来越重视“安全”设计和安全装置,工业生产背后的积淀深入人心。以人为本要以人的生命为本,科学发展要坚持安全发展,和谐社会更要关心生命。经济发展是政绩,搞好安全生产也是政绩,是人民更需要、更难得的政绩。是评价一个地方、一个单位领导班子和领导干部政绩的重要标准,以确保人民生命财产安全。

以人为本是生产过程中所有因素的决定性因素。目前,有一些人无法控制的力量。而我们安全生产中的绝大多数事故,都是靠“人”的重视和能力,可以人为解决的。安全第一是安全的标准设定。一切都是事先定好的。一个产品、一个工艺的安全标准越高,发生事故的几率就越小,隐患的程度就越低。有一个高而严的标准,高而严的标准制定要有安全的预见性。有了强有力的执法,安全生产将不再是一句口号,而是一切都需要落实。所以安全生产还是以人为本。宣传安全理念,巩固安全控制技术知识,强调安全生产中人是第一位的。所有的法律法规都是由人来执行,由人来检查的。

2006年3月27日下午,中共中央政治局进行集体学习时,胡锦涛强调,高度重视并切实抓好安全生产工作,是坚持立党为公、执政为民,落实科学发展观,实现好、维护好、发展好最广大人民根本利益,构建社会主义和谐社会的必然要求。各级党委和政府要牢固树立以人为本的理念,关注安全,关爱生命,进一步认识做好安全生产工作的极端重要性,坚持不懈地抓好安全生产工作。

应该说,我国安全生产形势十分严峻。中国工程院的研究报告显示,我国每年各类事故造成的经济损失在1500亿元以上。中国严峻的安全生产问题也造成了恶劣的社会影响,成为社会不稳定的因素。在一些省市不断增加的劳动争议案件中,超过50%涉及安全卫生条件和工伤保险。由于全国各地安全和健康问题的加剧,发生了许多事件,如集体请愿或街头游行。安全生产形势严峻,成为社会关注的焦点和热点。与发达国家相比,我国的安全生产还有很大差距。中国煤矿事故死亡人数是世界主要产煤国煤矿总死亡人数的4倍多,百万吨煤死亡率是美国的160倍,印度的10倍。百万吨钢死亡率是美国的20倍,日本的80倍。特种设备事故率是发达国家的5 ~ 10倍。万车死亡率是美国的10倍左右;近10年来,民航运输飞行平均重大事故率是世界平均水平的1.5倍,是航空发达国家的3.9倍。中国严峻的安全生产形势引起了国际社会的广泛关注,直接影响到中国的形象和对外贸易。安全科技基础薄弱,滞后于生产技术发展,是我国安全生产形势严峻的重要原因之一。

当前,我国正处于经济社会转型期,生产力发展水平不平衡,安全生产基础工作薄弱,与经济快速发展的矛盾日益突出。事故生产总量依然较高,部分地区和行业甚至呈上升趋势,事故死亡人数持续增加。重复发生的重特大事故更具有突发性、灾难性和社会危害性。安全生产长期存在的突出矛盾和问题,除了利益驱动不正常、安全意识淡薄、经济快速发展与安全保障能力滞后的矛盾突出外,安全生产技术支撑薄弱也是重要因素。我国安全科技人才严重短缺。安全工程尚未正式成为国家一级学科。目前只有十几所大学开设安全工程专业。科技支撑是安全生产的基本保障,必须先进。发达国家已经建立了成熟的安全生产技术支撑体系。我国安全生产技术支撑体系建设起步较晚,安全生产评价、检测、咨询、培训、认证等中介组织不健全,安全生产技术理论研究滞后于实践,科技整体水平不高且力量分散,科技投入不足。特别是省级以下安全生产技术支撑薄弱,在一些领域和方面几乎是空白。在安全生产领域,要贯彻“科技兴国”的方针,用科技支撑安全生产,用科技引领安全形势的好转。

自动化技术可以大大降低劳动强度,提高计量检测的准确性和信息传递的实时性,保证设备的安全运行,有效避免安全事故的发生。同时,安全检测监控系统、安全控制系统、安全总线、分布式操作等安全自动化技术的应用,可以为生产过程提供进一步的安全保障。自动化技术已成为保障安全生产的有效科技手段。基于自动化的安全技术可广泛应用于采矿(尤其是煤矿生产)、机械设备制造、油气、石化、化工、交通、电力、冶金等行业。

随着自动化和IT技术的快速发展,以及人机工程学理念的深入,安全防护越来越多地通过在制造过程中渗透各种自动化和智能化环节,形成安全体系来实现。从数据采集到诊断处理,从硬件感知到软件关怀,像无所不在的温柔眼神和无所不能的爱心臂膀,保护着操作者、硬件设备甚至信息的安全。当手段无处不在时,一切安全隐患都可以防患于未然。防患于未然,实现安全制造,是实现工业人文理想和经济效益最实际的途径。本期主题是,在安全制造的大背景下,探讨曾经影响安全制造的积累和新制造技术带来的新的安全隐患,探索这种形势下新的工厂安全解决方案,包括硬件的修复和软件的重生。工厂安全制造几百年来一直是人类生产的主题,是制造时代永恒的生存追求。我们永远无法避免它。集开放性、智能性、角色多样性于一体的新自动化的意义在于,对于企业内部而言,不仅有利于自身的制造环节,也有利于企业资产管理的外围环节,如设备安全保护、生产质量控制甚至旧设备改造。企业资产管理能够上升到信息化管理的高度,实际上是制造执行系统和安全制造系统高度融合的结果。

应该说,现代科学技术中的计算机和自动化技术在煤炭生产中得到了广泛的应用。1971年我国第一台瓦斯(CH4)AYJ一号遥测仪鉴定并投入运行后,人们可以连续监测地下十几公里处的矿井瓦斯实时状态数据。通过分析数据,他们可以积极预防开采过程中的瓦斯输出和火灾爆炸。1983年向国家经委提交了第一套采用双120计算机的煤矿通信安全生产自动化系统方案,并在石圪等煤矿进行了为期半年的大规模现场调查,以实施该方案。该技术和自动化技术首次进入现场。1985年,我国从德国Vonken Hurst公司引进TF-200窄带频分复用系统,可采集矿井下瓦斯(CH4)、CO2、风速、温度、负压、电压电流、水位、采煤机、输送带、阀门、水泵、绞车的实时变量和通断状态。首次使用国产数字计算机记录和处理数据,全国安装了200多对矿井,以便进行调度。

从1986年开始,国内出现了KJ4、KJ2、KJ24等采用单板计算机作为分站的树状基带传输安全监控系统。因此,模拟载波传输信号的方法逐渐升级为串行数字传输(FSK)。这些系统也已经在全国统一煤矿的多对矿井中推广应用。到目前为止,利用计算机和通信技术自动采集、传输和处理数据已经成为煤矿生产的基本要求,国家煤炭安全监测计划已经颁布。不久,煤炭工业部下令投产的新井必须配备煤矿安全监控系统,使自动监测、数据采集与通信、启停设备控制(远动)成为必不可少的重要组成部分。

2005年,美国思科千兆网络交换机在国内首次安装防爆外壳,经马检后在井下使用,使我国井下传输方式逐步完善为光纤和光电转换的高速实时数据传输,井下实时工作图像调整传输到地面,形成了新型井下百兆/千兆兼容光纤以太网自动采集、传输和处理实时运行系统,采用井下自动化技术和贴近地面系统的应用模式。多用户多CPU双机主机热备份处理也已经应用到实际矿山生产中。无线短信自动群发应用于安全报警数据处理和井下数据采集的自动断电,报警系统应用于安全监控。

我国煤矿瓦斯灾害极其严重,占煤矿事故的70%-80%,尤其是近年来。在瓦斯事故的原因中,不可预测的井下供电系统事故是导致瓦斯灾害的主要因素。为解决预防和杜绝煤矿重大瓦斯灾害的重大技术难题,国家发展改革委结合煤矿瓦斯治理工程,组织实施了煤矿电网重大灾害监测预警技术重大产业技术开发工程,重点解决煤矿电网安全运行和重大隐患的技术瓶颈。经过近两年的努力,针对传统的井下供电系统和井下恶劣的环境,取得了多方面的进展。即一是提出了解决井下低压漏电保护问题的新思路,形成了可靠的井下低压漏电保护技术;其次,采用多重抗干扰设计,解决了煤矿综合保护装置的稳定运行和抗干扰问题。第三,提出了煤矿井下供电系统故障判断和定位的新方法,解决了长期困扰煤矿供电安全的技术难题。第四,创新性地将CAN现场总线应用于井下供电监控。开发的技术和硬件系统完全实现了井下供电系统的数字化。据现场测量统计,在采用该技术后近两年的运行测试中,淮南矿业集团下属四个矿井在井下电网监控过程中,发现并及时处理了漏电、电火花等安全事故隐患1000余处。监控保障功能显著,有效促进了煤矿安全生产。

于是,“井下人员定位系统”在我国研制成功。矿井巷道绵延万米,井下人员工作流动性大。具体的人员和岗位几乎一直在变。一旦发生井下火灾、水灾、瓦斯或煤尘爆炸等事故,很难在短时间内知道事故发生的地点和事故发生前人员的具体位置。因此很难立即做出有效的应急行动方案,从而延误了救援的最佳时机,造成不可挽回的损失。因此,通过射频识别(RFID)技术,可以定位井下人员流动轨迹,并通过通信总线传输到井上的管理计算机,从而准确确定人员的定位管理。一旦有事,可以迅速帮忙。目前,该技术已通过国家安全部门验收,拟在部分煤矿推广应用。


 
 
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