液氯包裝生產系統的智能化探討

張 良，周紅燕

（新疆石河子開發區天業化工有限責任公司，新疆 石河子 832000）

液氯包裝生產系統的智能化探討

張 良，周紅燕

（新疆石河子開發區天業化工有限責任公司，新疆 石河子 832000）

通過對液氯智能包裝系統的工藝及安全評價，采用PLC自動控制系統來對自動、準確、實時更新的動態生產信息進行數據采集、遠程或本地控制、高標準規范化管理，解決了一系列操作與安全問題，實現了液氯操作過程的全自動化及系統的安全化、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品的包裝采用手工或局部實現機械化、自動化模式，液氯包裝并沒有實現完全的連續自動化產業鏈，生產中操作人員較多、工效低，且操作人員生產勞動強度大，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。隨著國家安監和環保部門對液氯產品的管理力度加強，對液氯生產的要求也越來越高，因此，解決液氯包裝自動化問題已經成為氯堿企業自動化、信息化、連續化生產的瓶頸問題。

為解決此問題，天業化工有限責任公司研發了基于西門子PLC S7-300的液氯智能包裝自動化控制系統，采用現代化的先進控制技術，通過完善的控制系統實時監測和控制功能，其設計及應用完全符合現有生產工藝，對改善工作環境、減少事故、提高綜合管理水平、提高經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線的信息管理、自動化控制系統，基于PLC自動控制系統通過對自動、準確、實時更新的動態生產信息進行數據采集、遠程或本地控制、高標準規范化管理，來實現液氯包裝生產線的實時信息采集功能，在生產計劃、現場指令、本地傳達實現的同時，著重于生產安全、操作效率、企業管理等的統計與分析功能，為企業信息化、安全化的生產打下了良好基礎。

1 液氯包裝生產線綜述

液氯包裝生產線即為智能灌裝自動生產線，主要由3部分自動控制系統組成∶液氯貯槽監控及安全聯鎖系統、槽車灌裝系統現場控制系統和液氯自動充裝系統。各氯堿企業在液氯包裝行業采用工藝大致原理相同，但采用設備、控制系統、單機性能等大都不相同，各有優勢。但總體而言，技術創新為液氯包裝行業帶來了安全效益、人力效益等。另外，該公司在液氯生產包裝線管理方面存在的諸多問題，在此自動化控制系統平臺進行了合理有效的管理，使得生產車間現場包裝線、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、環保部門對液氯生產的監管及嚴格督查，現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線信息管理的瓶頸問題，為生產管理提供決策技術與管理依據，建立液氯鋼瓶廠家、鋼瓶已發、庫存、正在充裝詳細歷史數據及信息管理數據系統依據。綜上所述，液氯包裝生產系統智能化是安全化、自動化、信息化所必要的。

2.1 液氯包裝安全化的必要性

液氯包裝生產線實現自動包裝線的智能化，和液氯生產、液氯貯存、液氯充裝與液氯自身的化學性質密不可分，經過一系列優化設計的自動化控制系統替代了繁重的操作人員現場手動操作，將一線操作人員從繁瑣及不安全的操作環境中解放出來。自動化操作時多以巡視和生產監控為主，并且在現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，同時由系統監測到的不安全隱患，可以隨時停止全系統自動程序，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在安全性方面實現如下功能與目的。

（1）消除了操作人員現場環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線的頻率，提高了包裝線的安全線；

（4）設置了相關安全聯鎖措施，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，可以使全線實現自動自動緊急報警、安全聯鎖及自動停機，把風險降到最低。

2.2 液氯包裝自動化的必要性

隨著新技術的創新與發展，現代化企業實現機械自動化生產領域、引進自動化生產線所帶來的優勢表現已經越來越明顯，因液氯特殊的物理和化學性質，也因為現場諸多不確定性，人工操作存在諸多安全隱患，所以液氯包裝生產線實現全過程自動控制系統是十分必要的。由自動控制系統替代了人工操作，最大程度且最安全地減少了現場操作人員，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線生產不僅提高了液氯包裝生產率，而且提高了企業的經濟效益。

該公司引進西門子PLC控制系統進行全程控制；現場采用光電檢測監控、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，實現與現場外設、現場控制柜的數字通訊和連鎖條件的強大功能，操作界面包括系統設置、參數設置、屏參數設定、設備啟停及自動運行等菜單，系統界面操作友好、組態方便、控制精準，為工藝參數的設置、修改和維護過程中的故障查詢提供了方便。如用戶通過該系統可實現不同班次、不同用戶、不同權限等進行操作細節管理，還可通過在線監控、數據統計分析等等功能及時掌控生產情況。此套液氯包裝在自動化方面實現如下功能與目的。

（1）提高勞動生產率，使操作人員從常規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）降低生產成本，由人工操作改為自動化控制，可以減少人員，提高生產效率，同時降低生產成本的投入；

（4）提高精度性，使現場充裝能夠達到更為精確的灌裝標準數值；

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

2.3 液氯包裝信息化的必要性

在鋼瓶自動充裝前，自動控制系統會對其進行全面且系統的檢查，所有鋼瓶一經檢查與掃碼后將對操作人員、充裝過程、數據庫管理、信息追溯等有一統一的歷史數據查詢，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與計算機信息系統平臺上的生產操作、生產管理、信息管理三者整合及完善統一。管理層可以從信息管理數據庫報送程序了解生產情況及時對生產指導、及時調整生產計劃，并由生產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了如下功能與目的。

（1）現有生產線的所有數據采集與集成；

（2）實現全部鋼瓶信息自動掃碼無需手工錄入；

（3）實現生產線現場鋼瓶灌裝業務的實時管理功能；

（4）實現車間管理層實時監控管理功能；

（5）實現企業管理層面和調度生產管理、調配功能；

（6）實現為生產管理者提供生產決策、統計、分析功能。

3 投用后效果分析

目前，傳統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監控下，達到各個子系統之間的嚴謹協調與安全聯鎖，大量工藝參數、設備參數在PLC控制程序和上位人機界面中的監控，實現了每一個參控變量報警信息提示或參與控制聯鎖功能，使操作便捷且能迅速查找故障原因及時處理故障，充分體現了企業在智能化水平上的提高。

4 結語

氯堿工業液氯智能包裝技術集安全性、自動化、信息化、高效性技術發展為一體，共同推進氯堿行業傳統管理模式的創新與發展。此套智能包裝生產線解決了工藝操作、設備管理、企業管理、數據分析與決策的重要問題，實現了氯堿生產中液氯包裝線的各層次間的規范化管理，減少了生產線中不安全與滯后因素，提高了包裝產量、質量和效率，并從整體上提升了企業競爭力，也使該公司液氯智能包裝控制系統向企業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設計與開發.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