液氯充裝智能化的研究與應用

俞廣亞，武志富，黃小濤，袁保國，王婧菡

（中國平煤神馬集團河南神馬氯堿化工股份有限公司，河南 平頂山467200）

氯氣由電解鹽水產生，經冷卻、干燥除水后，加壓送至氯氣液化崗位，利用氟利昂制冷機組冷卻液化，體積大大縮小，便于貯存、運輸。液氯的充裝是氯氣生產過程中非常重要的一環(huán)，現(xiàn)充裝的自動化水平低，全靠人工操作，又無后臺自動記錄，影響包裝安全同時也無法實現(xiàn)數(shù)據的可追溯性查詢。安全系數(shù)低，這種現(xiàn)狀亟待解決。

1 液氯充裝流程

首先，客戶車輛到來后由天車逐一將鋼瓶卸放至待檢瓶區(qū)，工作人員并將鋼瓶信息、卸車時間及卸車人登記，并逐一掛標簽。其次，有專門的檢驗人員對鋼瓶外觀、有效期及余氣等進行檢查分析，合格后在標簽上簽名、填寫相關信息，同時將符合充裝的鋼瓶移至待充瓶區(qū)，等待包裝。最后，由包裝工進行包裝、復磅合格后，填寫標簽，裝車外售或放至重瓶區(qū)待售。

2 充裝的現(xiàn)狀

鋼瓶充裝以手工連接瓶卡，確認嚴密性后打開瓶閥，打開充裝分配臺充裝閥門開始充裝，以純手動操作，在充裝過程中人工看磅，當充裝量達到預報警值時報警器發(fā)出聲響報警，提醒操作人員鋼瓶即將充滿，當充裝量達到需充裝重量時，由操作人員手動關閉充裝閥門。如果在充裝過程中操作工沒及時關閉充裝閥門，當達到充裝重量后切斷閥會自動切斷，確保充裝安全。但是因每個鋼瓶皮重及瓶圈重量不盡一致，使得快切閥動作后鋼瓶處于微量超裝，需進行復磅處理。此次進行充裝智能化改造主要目的是解決充裝過程中的精準控制及信息的可追溯性。并實現(xiàn)后臺DCS 的統(tǒng)一數(shù)據采集、識別、存儲及單據的打印。

3 方案設置及效果

經過論證，采用了由鄭州新益德機電設備有限公司研發(fā)的液氯自動充裝及智能化管理系統(tǒng)，整套系統(tǒng)分硬件和軟件兩部分。第一部分為硬件系統(tǒng)液氯鋼瓶自動灌裝系統(tǒng)，為液氯鋼瓶自動充裝服務。第二部分是計算機智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將鋼瓶信息，檢驗信息，充裝信息和各種稱重信息進行集中自動處理和網絡化管理。同時根據國家規(guī)范及操作安全可靠智能化對現(xiàn)有充裝系統(tǒng)，閥門選型進行改造，以實現(xiàn)液氯充裝的自動化智能化。主要實現(xiàn)的功能有：（1）鋼瓶的電子標簽。對液氯鋼瓶實施電子標簽管理一瓶一檔，鋼瓶的出廠信息、凈重、皮重、檢驗信息都在電子條碼內存儲。（2）掃碼后異常信息的識別報警。（3）充裝時后臺電腦的在線記錄。（4）精準充裝后的自動切斷。（5）電子吊鉤秤的自動復稱及后臺電腦記錄。（6）復磅合格后的電子充裝標簽的打印。

4 充裝控制流程

通過液氯充裝現(xiàn)場及后臺軟硬件的更新改造并聯(lián)合開發(fā)固化了操作流程從而實現(xiàn)了液氯充裝操作管理的智能化提升。（1）按主控下達生產指令操作，計算機提示操作者檢查進氣和排氣閥門是否處于關閉狀態(tài)。（2）鋼瓶上磅。（3）系統(tǒng)自動檢測皮重并提示操作者用無線掃描槍掃描鋼瓶上的電子標簽。數(shù)據通過無線系統(tǒng)輸入到主控計算機中進行數(shù)據比對及確認，檢測此鋼瓶是否是合格鋼瓶、是否允許充裝。如果允許充裝系統(tǒng)會自動去皮并計算出充裝值等相關信息，開通計算機界面，主控計算機系統(tǒng)通過嚴密的通訊和指令系統(tǒng)將此充裝工位的充裝系統(tǒng)電路打開。（4）操作者確認充裝設定值及充裝閥等信息無誤后按下充裝啟動按鈕，充裝閥啟動，自動充裝開始。鋼瓶充裝過程中，充裝重量到達和超過預警值時，系統(tǒng)聲光報警啟動報警，現(xiàn)場控制盤上顯示提示信息充裝結束。（5）充裝完畢后，系統(tǒng)自動關閉灌裝管路閥門，操作工關閉鋼瓶瓶閥后，按下抽空按鈕，啟動抽空閥抽空管道中殘夜余氣，抽空結束后更換鋼瓶。（6）充裝完畢后的鋼瓶由紅外傳輸電子吊鉤秤吊起復稱，復稱信息無線傳至計算機中，系統(tǒng)檢測復稱的重量和信息正確與否，如信息一致，計算機提示復稱完成，系統(tǒng)記錄全過程，如復稱異常系統(tǒng)會自動報警。（7）系統(tǒng)形成鋼瓶入廠登記，充裝前檢查，充裝，復稱一條完整的數(shù)據信息。（8）打印電子標簽，充裝作業(yè)完成。鋼瓶充裝流程簡圖見圖1。

圖1 鋼瓶充裝流程簡圖

5 結語

通過對液氯充裝智能化的研究與應用，實現(xiàn)了液氯充裝的安全可靠，大大降低了液氯充裝危險性風險值，最大限度保證了安全。實現(xiàn)液氯充裝安全系數(shù)的進一步提高，最大限度防止超裝事故的發(fā)生，為液氯充裝的安全、可靠、平穩(wěn)運行提供保障。