淺談硝酸肼鎳起爆藥自動(dòng)化生產(chǎn)線的安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

林江玲

（福建海峽科化股份有限公司，福建 永安366000）

起爆藥是一類在較弱的初始沖能作用下即能發(fā)生爆炸，且爆炸速度在很短的時(shí)間內(nèi)能增值最大，易于燃燒轉(zhuǎn)為爆轟的炸藥，廣泛用于軍品、民爆行業(yè)，常用的起爆藥有DDNP、NHN、GTG、LA 等[1]。本文介紹的是NHN（硝酸肼鎳）起爆藥自動(dòng)化生產(chǎn)線上采取的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等安全防護(hù)措施。

1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 控制系統(tǒng)上位機(jī)采用組態(tài)軟件作為人機(jī)交互平臺(tái)，根據(jù)硝酸肼鎳生產(chǎn)工藝流程編寫，通過上位機(jī)界面能夠?qū)ιa(chǎn)過程完全掌控；各生產(chǎn)工序的參數(shù)實(shí)時(shí)顯示；對(duì)程序故障情況能進(jìn)行離線處理，保證生產(chǎn)安全。如圖1-3。

圖1

圖2

圖3

1.2 下位機(jī)為PLC 系統(tǒng)，CPU 將讀取到的I/O 信號(hào)進(jìn)行處理，然后控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。重要信號(hào)的采集，軟件上加冗余設(shè)計(jì)，要求每個(gè)環(huán)節(jié)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求和生產(chǎn)要求，當(dāng)出現(xiàn)傳感器信號(hào)誤報(bào)、傳感器損壞或執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作情況時(shí)，軟件會(huì)將信息處理后傳給上位機(jī)，便于監(jiān)控人員準(zhǔn)確、及時(shí)的對(duì)問題進(jìn)行處理，保證生產(chǎn)過程安全暢通。

2 安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

硝酸肼鎳起爆藥自動(dòng)生產(chǎn)線安全防護(hù)系統(tǒng)的功能分為三個(gè)方面：

一是在生產(chǎn)裝備上通過特殊設(shè)計(jì)來避免爆炸事件的發(fā)生；二是通過安全聯(lián)鎖隔離措施來防止爆炸后產(chǎn)生殉爆；

三是通過完全的人機(jī)隔離措施避免爆炸事件對(duì)人員的傷害。

2.1 生產(chǎn)裝備安全設(shè)計(jì)

該生產(chǎn)線的生產(chǎn)裝備針對(duì)起爆藥的特性做了許多特殊設(shè)計(jì)：在材料選擇上均選用防靜電的材料，比如抽濾盤使用防靜電ABS 材料加工。如圖4。

動(dòng)力上采用氣動(dòng)元件，盡量避免強(qiáng)電引入，比如輸送線采用氣動(dòng)馬達(dá)。

閥門選型上，都是采用軟質(zhì)材料閥芯的氣動(dòng)閥門，并通過壓縮空氣對(duì)閥門進(jìn)行控制。如圖5。

圖4

圖5

輸送方式上采用分段輥筒式輸送帶，摩擦小，接觸面小，便于清洗。如圖6。

圖6

產(chǎn)品位置檢測(cè)，設(shè)備在一些重要的工位上做了安全冗余檢測(cè)，即在同一個(gè)位置設(shè)置2 個(gè)傳感器，只有當(dāng)兩個(gè)傳感器都有信號(hào)輸出，設(shè)備才做下一步動(dòng)作，否則停機(jī)報(bào)警，避免由于傳感器損壞造成的安全事故。

2.2 防爆聯(lián)鎖互鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)批次產(chǎn)能是15 公斤，為了分散藥量，分為2 組進(jìn)行隔離操作，同時(shí)各工位間的抗爆墻上設(shè)置防殉爆隔離窗，產(chǎn)品通過該隔離窗進(jìn)行工序間的傳輸，工位間室只允許開啟一扇防爆隔離窗，下一個(gè)工位的產(chǎn)品沒有運(yùn)輸完畢，上一個(gè)工位不會(huì)開啟防殉爆隔離窗。該生產(chǎn)線上所有抗爆間室的防爆門都設(shè)有位置狀態(tài)檢測(cè)傳感器，如果該傳感器檢測(cè)到防爆門沒有處在安全閉合狀態(tài)，生產(chǎn)線不能啟動(dòng)或自動(dòng)停機(jī)，同時(shí)將該防爆門位置信號(hào)輸送到控制室并報(bào)警。起爆藥制造工房設(shè)置安全聯(lián)鎖裝置，主要是門機(jī)聯(lián)鎖，其安全聯(lián)鎖裝置分布表，如表1。

表1 安全聯(lián)鎖裝置分布表

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生產(chǎn)線有危險(xiǎn)品的工位均設(shè)置在抗爆間室內(nèi)，生產(chǎn)過程中，人員不得進(jìn)入抗爆間室，實(shí)現(xiàn)完全的人機(jī)隔離。

2.3 藥盤浮藥防撒漏設(shè)計(jì)

生產(chǎn)線特殊設(shè)計(jì)的烘干藥盤在輸送帶上傳送的時(shí)候，烘干藥盤是通過機(jī)械手放置在一個(gè)托盤內(nèi)，如果在傳遞過程中的抖動(dòng)將藥粉撒落，這些藥粉直接落在托盤內(nèi)，而不會(huì)撒落在輸送線上。如圖7。

圖7

3 結(jié)論

該生產(chǎn)線過程能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)隔離、故障自診斷、自動(dòng)安全報(bào)警、自動(dòng)安全聯(lián)鎖、可靠防止工序間殉爆，生產(chǎn)線安全保障措施完備、可控，符合《工業(yè)和信息化部關(guān)于民用爆炸物品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的指導(dǎo)意見的要求》要求[2]，提高了本質(zhì)安全生產(chǎn)水平；該生產(chǎn)線能實(shí)現(xiàn)硝酸肼鎳自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)過程關(guān)鍵工藝參數(shù)在線自動(dòng)采集、監(jiān)控、調(diào)整，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；該生產(chǎn)線母液循環(huán)使用，生產(chǎn)過程收集的溶液和銷爆產(chǎn)生的溶液可回收利用，銷爆沉淀廢水利用生產(chǎn)余熱蒸發(fā)等技術(shù)手段處理，能實(shí)現(xiàn)廢水零排放，有利于環(huán)境保護(hù)，具有很好的社會(huì)效益。