液氯包裝生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化探討

張 良，周紅燕

（新疆石河子開發(fā)區(qū)天業(yè)化工有限責任公司，新疆 石河子 832000）

液氯包裝生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化探討

張 良，周紅燕

（新疆石河子開發(fā)區(qū)天業(yè)化工有限責任公司，新疆 石河子 832000）

通過對液氯智能包裝系統(tǒng)的工藝及安全評價，采用PLC自動控制系統(tǒng)來對自動、準確、實時更新的動態(tài)生產(chǎn)信息進行數(shù)據(jù)采集、遠程或本地控制、高標準規(guī)范化管理，解決了一系列操作與安全問題，實現(xiàn)了液氯操作過程的全自動化及系統(tǒng)的安全化、自動化、信息化功能。

液氯；智能包裝；安全性；探討

長期以來，中國大部分氯堿化工液氯產(chǎn)品的包裝采用手工或局部實現(xiàn)機械化、自動化模式，液氯包裝并沒有實現(xiàn)完全的連續(xù)自動化產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)中操作人員較多、工效低，且操作人員生產(chǎn)勞動強度大，而液氯包裝存在著易腐蝕性、易危害性、有毒及粉塵等有害因素和重大危險隱患。隨著國家安監(jiān)和環(huán)保部門對液氯產(chǎn)品的管理力度加強，對液氯生產(chǎn)的要求也越來越高，因此，解決液氯包裝自動化問題已經(jīng)成為氯堿企業(yè)自動化、信息化、連續(xù)化生產(chǎn)的瓶頸問題。

為解決此問題，天業(yè)化工有限責任公司研發(fā)了基于西門子PLC S7-300的液氯智能包裝自動化控制系統(tǒng)，采用現(xiàn)代化的先進控制技術，通過完善的控制系統(tǒng)實時監(jiān)測和控制功能，其設計及應用完全符合現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，對改善工作環(huán)境、減少事故、提高綜合管理水平、提高經(jīng)濟效益方面有著極為重要的作用。目前，此套面向液氯智能包裝生產(chǎn)線的信息管理、自動化控制系統(tǒng)，基于PLC自動控制系統(tǒng)通過對自動、準確、實時更新的動態(tài)生產(chǎn)信息進行數(shù)據(jù)采集、遠程或本地控制、高標準規(guī)范化管理，來實現(xiàn)液氯包裝生產(chǎn)線的實時信息采集功能，在生產(chǎn)計劃、現(xiàn)場指令、本地傳達實現(xiàn)的同時，著重于生產(chǎn)安全、操作效率、企業(yè)管理等的統(tǒng)計與分析功能，為企業(yè)信息化、安全化的生產(chǎn)打下了良好基礎。

1 液氯包裝生產(chǎn)線綜述

液氯包裝生產(chǎn)線即為智能灌裝自動生產(chǎn)線，主要由3部分自動控制系統(tǒng)組成∶液氯貯槽監(jiān)控及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、槽車灌裝系統(tǒng)現(xiàn)場控制系統(tǒng)和液氯自動充裝系統(tǒng)。各氯堿企業(yè)在液氯包裝行業(yè)采用工藝大致原理相同，但采用設備、控制系統(tǒng)、單機性能等大都不相同，各有優(yōu)勢。但總體而言，技術創(chuàng)新為液氯包裝行業(yè)帶來了安全效益、人力效益等。另外，該公司在液氯生產(chǎn)包裝線管理方面存在的諸多問題，在此自動化控制系統(tǒng)平臺進行了合理有效的管理，使得生產(chǎn)車間現(xiàn)場包裝線、車間管理層、上級部門管理層之間的信息交流更加及時、可靠、準確。

2 液氯包裝智能化的必要性

因為液氯包裝存在著諸多有害因素和重大危險隱患，并且隨著國家安全管理、環(huán)保部門對液氯生產(chǎn)的監(jiān)管及嚴格督查，現(xiàn)場一切不安全因素都將進行整改及進行相應措施，同時為了解決液氯包裝生產(chǎn)線信息管理的瓶頸問題，為生產(chǎn)管理提供決策技術與管理依據(jù)，建立液氯鋼瓶廠家、鋼瓶已發(fā)、庫存、正在充裝詳細歷史數(shù)據(jù)及信息管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)依據(jù)。綜上所述，液氯包裝生產(chǎn)系統(tǒng)智能化是安全化、自動化、信息化所必要的。

2.1 液氯包裝安全化的必要性

液氯包裝生產(chǎn)線實現(xiàn)自動包裝線的智能化，和液氯生產(chǎn)、液氯貯存、液氯充裝與液氯自身的化學性質密不可分，經(jīng)過一系列優(yōu)化設計的自動化控制系統(tǒng)替代了繁重的操作人員現(xiàn)場手動操作，將一線操作人員從繁瑣及不安全的操作環(huán)境中解放出來。自動化操作時多以巡視和生產(chǎn)監(jiān)控為主，并且在現(xiàn)場增加了有毒有害氣體探頭及報警信息、液位充裝提示信息、稱重中接近目標值多次提示信息等，這些關鍵部位都設置了大量的安全防護與檢測控制點，同時由系統(tǒng)監(jiān)測到的不安全隱患，可以隨時停止全系統(tǒng)自動程序，直至將隱患排除方可重新啟動。此套液氯包裝智能控制系統(tǒng)在安全性方面實現(xiàn)如下功能與目的。

（1）消除了操作人員現(xiàn)場環(huán)境操作中的不安全因素；

（2）消除了人為操作過程中誤操作及不確定的安全因素；

（3）降低了操作人員直接接觸液氯包裝生產(chǎn)線的頻率，提高了包裝線的安全線；

（4）設置了相關安全聯(lián)鎖措施，如超液位、超壓、超溫、有毒有害氣體探頭報警等，一系列安全措施的實施，可以使全線實現(xiàn)自動自動緊急報警、安全聯(lián)鎖及自動停機，把風險降到最低。

2.2 液氯包裝自動化的必要性

隨著新技術的創(chuàng)新與發(fā)展，現(xiàn)代化企業(yè)實現(xiàn)機械自動化生產(chǎn)領域、引進自動化生產(chǎn)線所帶來的優(yōu)勢表現(xiàn)已經(jīng)越來越明顯，因液氯特殊的物理和化學性質，也因為現(xiàn)場諸多不確定性，人工操作存在諸多安全隱患，所以液氯包裝生產(chǎn)線實現(xiàn)全過程自動控制系統(tǒng)是十分必要的。由自動控制系統(tǒng)替代了人工操作，最大程度且最安全地減少了現(xiàn)場操作人員，降低了人員管理成本，同時，自動包裝線采用的主要控制技術自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)不僅提高了液氯包裝生產(chǎn)率，而且提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

該公司引進西門子PLC控制系統(tǒng)進行全程控制；現(xiàn)場采用光電檢測監(jiān)控、壓變溫變測控、氣動液壓等先進技術、人性化操作界面及通訊設施，實現(xiàn)與現(xiàn)場外設、現(xiàn)場控制柜的數(shù)字通訊和連鎖條件的強大功能，操作界面包括系統(tǒng)設置、參數(shù)設置、屏參數(shù)設定、設備啟停及自動運行等菜單，系統(tǒng)界面操作友好、組態(tài)方便、控制精準，為工藝參數(shù)的設置、修改和維護過程中的故障查詢提供了方便。如用戶通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)不同班次、不同用戶、不同權限等進行操作細節(jié)管理，還可通過在線監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等等功能及時掌控生產(chǎn)情況。此套液氯包裝在自動化方面實現(xiàn)如下功能與目的。

（1）提高勞動生產(chǎn)率，使操作人員從常規(guī)的人工操作改為自動化操作；

（2）提高嚴謹性、合格率、安全性。使包裝中的重復工作更加嚴謹、安全，能夠大幅降低不合格率；

（3）降低生產(chǎn)成本，由人工操作改為自動化控制，可以減少人員，提高生產(chǎn)效率，同時降低生產(chǎn)成本的投入；

（4）提高精度性，使現(xiàn)場充裝能夠達到更為精確的灌裝標準數(shù)值；

（5）縮短灌裝周期，同等時間內，可以灌裝的車輛或鋼瓶數(shù)量值達到最大，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。

2.3 液氯包裝信息化的必要性

在鋼瓶自動充裝前，自動控制系統(tǒng)會對其進行全面且系統(tǒng)的檢查，所有鋼瓶一經(jīng)檢查與掃碼后將對操作人員、充裝過程、數(shù)據(jù)庫管理、信息追溯等有一統(tǒng)一的歷史數(shù)據(jù)查詢，可為管理人員和決策者提供信息平臺，其目標是將液氯包裝建立在自動化控制系統(tǒng)與計算機信息系統(tǒng)平臺上的生產(chǎn)操作、生產(chǎn)管理、信息管理三者整合及完善統(tǒng)一。管理層可以從信息管理數(shù)據(jù)庫報送程序了解生產(chǎn)情況及時對生產(chǎn)指導、及時調整生產(chǎn)計劃，并由生產(chǎn)線實時情況進行及時反饋及再次調整，液氯包裝信息化實現(xiàn)了如下功能與目的。

（1）現(xiàn)有生產(chǎn)線的所有數(shù)據(jù)采集與集成；

（2）實現(xiàn)全部鋼瓶信息自動掃碼無需手工錄入；

（3）實現(xiàn)生產(chǎn)線現(xiàn)場鋼瓶灌裝業(yè)務的實時管理功能；

（4）實現(xiàn)車間管理層實時監(jiān)控管理功能；

（5）實現(xiàn)企業(yè)管理層面和調度生產(chǎn)管理、調配功能；

（6）實現(xiàn)為生產(chǎn)管理者提供生產(chǎn)決策、統(tǒng)計、分析功能。

3 投用后效果分析

目前，傳統(tǒng)的自動化控制中會有一些問題與缺陷，而信息化與自動化兼顧而形成的智能化技術的應用，完善了自動化控制技術，提高了生產(chǎn)效率，在大大提高安全化、自動化、信息化技術的同時，使整個包裝工藝均在一個完整的控制系統(tǒng)監(jiān)控下，達到各個子系統(tǒng)之間的嚴謹協(xié)調與安全聯(lián)鎖，大量工藝參數(shù)、設備參數(shù)在PLC控制程序和上位人機界面中的監(jiān)控，實現(xiàn)了每一個參控變量報警信息提示或參與控制聯(lián)鎖功能，使操作便捷且能迅速查找故障原因及時處理故障，充分體現(xiàn)了企業(yè)在智能化水平上的提高。

4 結語

氯堿工業(yè)液氯智能包裝技術集安全性、自動化、信息化、高效性技術發(fā)展為一體，共同推進氯堿行業(yè)傳統(tǒng)管理模式的創(chuàng)新與發(fā)展。此套智能包裝生產(chǎn)線解決了工藝操作、設備管理、企業(yè)管理、數(shù)據(jù)分析與決策的重要問題，實現(xiàn)了氯堿生產(chǎn)中液氯包裝線的各層次間的規(guī)范化管理，減少了生產(chǎn)線中不安全與滯后因素，提高了包裝產(chǎn)量、質量和效率，并從整體上提升了企業(yè)競爭力，也使該公司液氯智能包裝控制系統(tǒng)向企業(yè)智能化技術前沿又邁進了一大步[1]。

［1］盧禮瑾，李東波，何 非，童一飛.啤酒包裝線信息管理系統(tǒng)設計與開發(fā).包裝工程，2015（36）：154．

Discussion on intelligentpackaging system for liquid chlorine production

ZHANG Liang，ZHOU Hong-yan
（Tianye Chemical Co.,Ltd.,Shihezi832000，China）

∶Through the process of liquid chlorine and safety evaluation of intelligent packaging system，using the PLC automatic controlsystem ofautomatic，accurate，real-time and dynamic production information data acquisition，remote or local control，high standards of management，to solve a series ofoperation and safety problems，realizing safety，automation and information automation system function the operation process of liquid chlorine.

∶liquid chlorine；intelligentpackaging；safety；discuss

TQ124.4+16

：B

：1009－1785(2017)04-0032-02

2016-09-01