楊英云

(冀中能源邢臺礦業(yè)集團有限責任公司金牛鉀堿分公司，河北邢臺 054000)

液氯充裝的自動控制系統(tǒng)簡介

楊英云

(冀中能源邢臺礦業(yè)集團有限責任公司金牛鉀堿分公司，河北邢臺 054000)

介紹了液氯充裝自動控制控系統(tǒng)的工作原理、數(shù)據(jù)的采集及其計算機監(jiān)控管理。

自動控制;PLC;安全

氯氣在化工、石油、造紙、印染、制革、橡膠等行業(yè)中用途廣泛，是一種劇毒性氣體，人吸入0.09%的氯氣5～10 min就可死亡。其可在一定壓力下液化，液態(tài)氯較之氣態(tài)氯更便于儲存和運輸，液氯的充裝操作不當易留安全隱患。

冀中能源邢臺礦業(yè)集團有限責任公司金牛鉀堿分公司是以氯化鉀為原料，采用先進的離子膜電解工藝生產(chǎn)氫氧化鉀的現(xiàn)代化企業(yè)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氯氣和氫氣。隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，我公司氯氣的產(chǎn)能有由原有的1400t/月，增加到了3200 t/月。充裝設備由5臺增至10臺，原有的手動包裝系統(tǒng)必須每天工作12 h以上。工人勞動量增大，且手動操作不易控制充裝量，容易因人工操作失誤導致氯氣泄漏。為了減少操作人員的勞動強度，提高系統(tǒng)的安全性，我公司對液氯充裝系統(tǒng)進行了自動化改造。自動充裝系統(tǒng)融現(xiàn)場操作、稱量控制、自動控制、總線通訊、數(shù)據(jù)管理等功能于一體，主要有電子秤、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制箱、PLC、監(jiān)控管理計算機、管理軟件等組成。

1 系統(tǒng)的工作原理

液氯充裝的自動控制是通過PLC控制器對檢測到的電子稱重量信號與給定重量比較后，控制氣動閥的開啟和關閉來達到對液氯鋼瓶充裝的自動控制?？刂葡到y(tǒng)圖見圖1。

圖1 控制系統(tǒng)圖

具體控制過程是，將待充裝的空鋼瓶放置于電子稱上，電子稱二次儀表顯示出空瓶質(zhì)量并將質(zhì)量以4～20 mA DC信號傳送至PLC控制器，相同質(zhì)量就會在與PLC通過通訊線連接的LCD觸摸屏上顯示。操作人員將需要充裝的質(zhì)量通過觸摸屏輸入，確認無誤后點擊“開”，相應氣動切斷閥打開，開始充裝。當空瓶加充裝量到達設定值時，PLC自動輸出使得氣動閥關閉，完成整個充裝過程。

在此控制系統(tǒng)中設有手動/自動切換裝置，工藝操作人員可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇控制方式。此外，在充裝完畢或充裝異常時，系統(tǒng)會輸出提示音，便于操作人員采取相應措施。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和管理

該系統(tǒng)技術難點在于現(xiàn)場實際灌裝時對數(shù)據(jù)傳輸速度和準確度有極高的要求，本系統(tǒng)選用PROFIBUS總線，采用屏蔽雙絞線作為傳送載體，RS485接口根據(jù)電壓差進行工作，用一根通訊電纜，將所有現(xiàn)場操作員面板和稱重儀表連接到PLC，形成設備及車間級的數(shù)字化通訊網(wǎng)絡。

本公司選用通訊速度最快的PROFIBUS總線，其通訊速度是所有總線中最快的：最快達12 M/s;抗干擾性也是最強的，僅使用一根通訊電纜，就將所有現(xiàn)場操作員面板和稱重儀表連接到PLC，減少了傳統(tǒng)的現(xiàn)場布線，降低了成本和維護工作量。解決了老系統(tǒng)實際灌裝時數(shù)據(jù)傳輸慢和準確度差的問題。

3 系統(tǒng)的計算機監(jiān)控和數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表管理

計算機上的人機界面為三維動態(tài)的模擬圖形，灌裝過程中顯示鋼瓶重量，同時顯示該瓶的管理編號、皮重、毛重、灌裝員、灌裝秤號等信息。灌裝結(jié)束后，進行報警提示，并自動形成金牛鉀堿分公司液氯鋼瓶充裝記錄，以數(shù)據(jù)庫形式保存在上位管理計算機中。數(shù)據(jù)庫可記錄三年灌裝數(shù)據(jù)共15萬條記錄，具備保存、備份、恢復、查詢、打印、統(tǒng)計功能，可按日期、月份、使用單位、鋼瓶號等查詢并打印記錄。增加鋼瓶進出庫數(shù)據(jù)庫，入庫、出庫、原始數(shù)據(jù)、檢驗后重新修正的數(shù)據(jù)輸入后能自動整合記錄在一起，便于同時對鋼瓶的入庫、出庫、空瓶存量、重瓶存量等相關情況進行查詢跟蹤。系統(tǒng)具有聯(lián)網(wǎng)功能，以上數(shù)據(jù)可方便的與包裝復秤數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，便于銷售、調(diào)度對鋼瓶進行跟蹤管理。系統(tǒng)同時也可對用戶實行分級管理，各級權(quán)限不同，可設置不同的密碼，操作人員數(shù)量不限。

另外，管理軟件上，我們除了無鋼瓶、超期、閥泄漏、鋼瓶皮重偏差20 kg等報警及限制灌裝外，還將提供低于200 kg無法灌裝(防止秤上無鋼瓶時，操作人員誤啟動灌裝)、對未登記的鋼瓶按皮重進行灌裝等功能。

改造后的系統(tǒng)，實現(xiàn)了對液氯充裝的自動控制，操作方便、簡單，降低了操作人員的勞動強度，提高了充裝精度，消除了安全隱患，實行了鋼瓶的檔案管理，為整個生產(chǎn)裝置的安全、平穩(wěn)、可靠運行提供了保障。

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1003-3467(2010)20-0039-02

2010-09-21

楊英云(1973-)，女，從事工業(yè)電器自動化研究工作，電話：138733943472。