液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)

韓海強(qiáng) 樓檑鳴

(浙江中控自動(dòng)化儀表有限公司)

液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)

韓海強(qiáng) 樓檑鳴

(浙江中控自動(dòng)化儀表有限公司)

介紹一種液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)，給出系統(tǒng)特點(diǎn)與組成。采用先進(jìn)的電子標(biāo)簽管理技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了液氯鋼瓶充裝控制、監(jiān)控報(bào)警和鋼瓶智能信息化管理。

自動(dòng)充裝 標(biāo)簽管理 報(bào)警系統(tǒng) 液氯鋼瓶

液氯是化工生產(chǎn)中的重要原料，同時(shí)也是有毒、有害、有腐蝕性的危險(xiǎn)化學(xué)品。目前，液氯鋼瓶充裝環(huán)節(jié)存在一些突出的問(wèn)題：充裝前沒(méi)有對(duì)鋼瓶進(jìn)行必要的檢查；在充裝過(guò)程中充裝量控制不合格，存在過(guò)量充裝的現(xiàn)象；對(duì)超年限的、超期未檢的、未進(jìn)行使用登記的或不合格的鋼瓶進(jìn)行充裝[1]。雖然安全監(jiān)察管理部門(mén)制定了一系列液氯鋼瓶生產(chǎn)管理規(guī)定，然而在實(shí)際生產(chǎn)中仍存在較大的缺陷和風(fēng)險(xiǎn)，如鋼瓶身份無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別、鋼瓶流失現(xiàn)象嚴(yán)重及鋼瓶以次充好等在各環(huán)節(jié)中流轉(zhuǎn)，將導(dǎo)致液氯鋼瓶充爆、人員傷亡等重大安全事故[2]。因此，采用原充裝和管理方式已無(wú)法滿足現(xiàn)代液氯鋼瓶流轉(zhuǎn)和充裝過(guò)程安全控制的需要。

為全面提升液氯充裝行業(yè)的安全性與規(guī)范性，加強(qiáng)液氯鋼瓶流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)和充裝過(guò)程的安全控制，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)，以進(jìn)一步提升液氯充裝、鋼瓶管理的自動(dòng)化程度，減少或杜絕危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

1 系統(tǒng)特點(diǎn)

筆者設(shè)計(jì)的液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)具有以下5個(gè)特點(diǎn)：

a. 系統(tǒng)的核心控制單元采用筆者所在單位開(kāi)發(fā)的混合控制系統(tǒng)(General Control System,GCS)。GCS系統(tǒng)具有高速邏輯運(yùn)算與聯(lián)鎖控制功能、豐富的函數(shù)運(yùn)算功能和完整的控制策略；系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可用于腐蝕性、溫濕度環(huán)境惡劣的場(chǎng)合；系統(tǒng)開(kāi)放性強(qiáng)，可與第三方設(shè)備通信，也可連接符合EPA、Profibus、Modbus及HART等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的各種智能設(shè)備和儀表。

b. 系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集記錄功能，人性化的操作界面可顯示充裝批次、歷史曲線等。

c. 組網(wǎng)方式靈活，能夠穩(wěn)定可靠地實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域數(shù)據(jù)的采集與傳輸。

d. 無(wú)縫對(duì)接標(biāo)簽管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與交互。

e. 嚴(yán)密的控制流程，可從現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)和顯示狀態(tài)兩方面全方位保證生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

2 系統(tǒng)組成

液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)(圖1)由液氯鋼瓶控制系統(tǒng)和鋼瓶標(biāo)簽管理系統(tǒng)組成。

圖1 液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)框圖

2.1 液氯鋼瓶控制系統(tǒng)

為提升液氯鋼瓶的充裝效率，大多數(shù)企業(yè)采用雙管充裝的方式。即在液氯充裝管路上設(shè)計(jì)安裝充裝閥，當(dāng)充裝結(jié)束后控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，人工關(guān)閉鋼瓶入口閥；然后人工打開(kāi)抽空閥，通過(guò)真空泵抽空充裝管道中殘留的液氯，確保充裝安全。

液氯鋼瓶充裝流程(圖2)包括準(zhǔn)備充裝、手/自動(dòng)充裝、啟動(dòng)充裝、停止充裝和緊急停止5部分。其中手/自動(dòng)充裝是完全獨(dú)立的，可以自由切換。在自控閥門(mén)檢修狀態(tài)下，通過(guò)手動(dòng)充裝能夠不影響生產(chǎn)進(jìn)度。

圖2 液氯鋼瓶充裝流程

液氯鋼瓶控制系統(tǒng)(圖3)由現(xiàn)場(chǎng)儀表(充裝閥、抽空閥、有毒氣體檢測(cè)儀)、稱重系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)操作柱、報(bào)警系統(tǒng)、GCS系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成。其中，在鋼瓶充裝位置配置的專用現(xiàn)場(chǎng)操作柱，能夠?qū)崿F(xiàn)液氯鋼瓶充裝模式切換、現(xiàn)場(chǎng)操作、相關(guān)狀態(tài)顯示、操作確認(rèn)、液氯泄漏聲光報(bào)警及緊急停止等功能。

圖3 液氯鋼瓶控制系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)液氯鋼瓶稱重?cái)?shù)據(jù)的采集。在自動(dòng)狀態(tài)下鋼瓶檢測(cè)通過(guò)后，稱重?cái)?shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉充裝閥門(mén)，并通過(guò)聲光報(bào)警提醒操作人員關(guān)閉氯氣鋼瓶入口閥。根據(jù)操作習(xí)慣在系統(tǒng)上設(shè)定抽空閥的打開(kāi)時(shí)間，設(shè)定時(shí)間到達(dá)后系統(tǒng)將自動(dòng)打開(kāi)抽空閥；抽空閥打開(kāi)延時(shí)結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉抽空閥。

2.2 鋼瓶標(biāo)簽管理系統(tǒng)

液氯鋼瓶標(biāo)簽管理系統(tǒng)由無(wú)線掃碼槍(Personal Digital Assistant,PDA)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)簽信息管理平臺(tái)組成。該系統(tǒng)以標(biāo)簽為載體進(jìn)行液氯鋼瓶信息管理，通過(guò)PDA實(shí)現(xiàn)鋼瓶信息審核和充裝后鋼瓶重量的復(fù)核，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取合理的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架模式，保證PDA數(shù)據(jù)上傳至標(biāo)簽信息管理平臺(tái)。

液氯鋼瓶標(biāo)簽管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)有：

a. 鋼瓶基本信息管理和分級(jí)管理功能，包括鋼瓶的皮重、凈重、各過(guò)程允許偏值、出廠日期、使用年限、創(chuàng)建人、充裝權(quán)限授予、鋼瓶當(dāng)前去向、人工檢查狀態(tài)及啟用狀態(tài)等。

b. 充裝數(shù)據(jù)管理功能，包括保存、備份、恢復(fù)、查詢、打印和統(tǒng)計(jì)功能，可按日期、月份、使用單位及鋼瓶號(hào)等查詢或打印數(shù)據(jù)記錄。

c. 通過(guò)與鋼瓶數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交換，使入庫(kù)、出庫(kù)、原始數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)后的數(shù)據(jù)和充裝數(shù)據(jù)能自動(dòng)合在一起，并同時(shí)對(duì)鋼瓶的入庫(kù)、出庫(kù)、空瓶存量及重瓶存量等相關(guān)情況進(jìn)行查詢跟蹤，實(shí)時(shí)掌握鋼瓶的存庫(kù)、入庫(kù)、出庫(kù)情況，實(shí)現(xiàn)鋼瓶數(shù)據(jù)信息的全過(guò)程跟蹤管理功能。

d. 在上位機(jī)編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)流程畫(huà)面，用于在充裝過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示鋼瓶重量、鋼瓶的管理編號(hào)、充裝開(kāi)始時(shí)間、充裝結(jié)束時(shí)間、皮重、毛重、凈重、操作人員及充裝秤號(hào)等信息，實(shí)現(xiàn)鋼瓶充裝過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

e. 充裝數(shù)據(jù)精確管理，包括自動(dòng)去皮、定值點(diǎn)可調(diào)節(jié)、超差檢測(cè)和稱重復(fù)稱功能。

f. 自動(dòng)診斷和故障報(bào)警功能，可提高系統(tǒng)工作中安全運(yùn)行的可靠度。

g. 簡(jiǎn)約、清晰的PDA操作界面。

3 液氯充裝過(guò)程智能化報(bào)警系統(tǒng)

筆者在液氯充裝過(guò)程中還設(shè)置了一個(gè)智能化報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有鋼瓶信息報(bào)警提示和充裝過(guò)程報(bào)警提示功能。

當(dāng)鋼瓶掃描為審核未通過(guò)(鋼瓶信息未在本單位鋼瓶信息庫(kù)中、鋼瓶未啟用、鋼瓶充裝權(quán)限未授予、鋼瓶使用超期、鋼瓶沒(méi)有定期檢測(cè)、鋼瓶人工檢查未通過(guò)及鋼瓶皮重不合格等)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警提醒。對(duì)于檢驗(yàn)不合格的鋼瓶，杜絕進(jìn)行充裝；檢驗(yàn)通過(guò)的鋼瓶，系統(tǒng)方可允許它進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

當(dāng)發(fā)生氯氣泄漏、液氯充裝管脫落或液氯鋼瓶超壓時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)異常情況未被處理，系統(tǒng)將自動(dòng)緊急停止充裝、關(guān)閉自控閥門(mén)及停止充裝泵等。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)液氯鋼瓶自動(dòng)充裝與標(biāo)簽管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效杜絕液氯鋼瓶在充裝過(guò)程中的一些不規(guī)范行為，避免不合格鋼瓶強(qiáng)行充裝、過(guò)量充裝等現(xiàn)象。同時(shí)，該系統(tǒng)擁有全方位智能化報(bào)警系統(tǒng)和聯(lián)鎖系統(tǒng)，保證了充裝過(guò)程的安全性，為企業(yè)安全生產(chǎn)、效率提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 董樹(shù)巍.液氯鋼瓶智能充裝及管理系統(tǒng)[J].中國(guó)氯堿,2012,(6):40～42.

[2] 黃建平.基于RFID的信息管理技術(shù)在液氯鋼瓶物流管理中的運(yùn)用[J].中國(guó)氯堿,2011,(7):40～43.

韓海強(qiáng)(1982-)，工程師，從事工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)支持、工程項(xiàng)目管理、復(fù)雜控制方案制定及信息管理系統(tǒng)等工作，hanhaiqiang@supcon.com。

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2016-03-14，

2016-04-12)