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★中控技術(shù)股份有限公司

1　背景

內(nèi)蒙古興發(fā)科技有限公司15萬噸/年氯堿項(xiàng)目，主要提供草甘膦、有機(jī)硅單體及下游裝置生產(chǎn)所需液堿、氯氣、氫氣和鹽酸，也是國內(nèi)首家采用草甘膦副產(chǎn)鹽作為原料的燒堿裝置。企業(yè)位于內(nèi)蒙古烏海市，毗鄰烏蘭布和沙漠，排放廢物需要嚴(yán)格控制，急需引進(jìn)數(shù)字裝備、工業(yè)軟件等技術(shù)產(chǎn)品解決綠色循環(huán)高效一體化問題。同時(shí)解決招工難、人工成本高、人才少、管理粗放、效益不佳等問題。

2　項(xiàng)目目標(biāo)

通過制造執(zhí)行系統(tǒng)、LIMS實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、全過程質(zhì)量在線分析系統(tǒng)、智能原料鹽倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)、設(shè)備在線監(jiān)測和預(yù)測性運(yùn)維系統(tǒng)以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)等內(nèi)容建設(shè)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)外氯堿行業(yè)首家“三無工廠”——無人操作、無人記錄、無人巡檢。

通過高度自動(dòng)化、智能化建設(shè)，減少一線操作人員和技術(shù)人員的配備。

項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作、黑屏自主運(yùn)行；實(shí)現(xiàn)全流程生產(chǎn)裝置一鍵啟停和智能升降負(fù)荷。

項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本降低（20%以上），勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅提高（30%以上）。

企業(yè)重大危險(xiǎn)源實(shí)現(xiàn)無人巡檢，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域完全無人化管理和操作。

3　項(xiàng)目實(shí)施

（1）制造執(zhí)行系統(tǒng)

通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)的計(jì)劃管理、生產(chǎn)調(diào)度、物料管理、工藝管理、操作管理、三劑管理、數(shù)據(jù)展示等功能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理數(shù)字化、精細(xì)化，生產(chǎn)決策可視化，提升了企業(yè)的整體生產(chǎn)管控水平。

隨時(shí)掌握每個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)動(dòng)向，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，助力企業(yè)快速做出決策。通過可視化生產(chǎn)報(bào)表，生產(chǎn)進(jìn)度實(shí)時(shí)掌控。

（2）全過程智能質(zhì)量在線檢測

部署過堿量在線分析儀、pH在線分析儀、硫酸根在線分析儀、游離氯在線分析儀等自動(dòng)在線分析儀表和分析平臺(tái)，實(shí)時(shí)在線檢測、分析和預(yù)測。

對一次鹽水、淡鹽水脫氯、二次鹽水、電解、成品堿、氯處理、除害塔、鹽酸合成、尾氣吸收、純水站等增加智能在線檢測裝置，對各質(zhì)量控制點(diǎn)實(shí)時(shí)在線檢測、分析和預(yù)測。

（3）自動(dòng)化工業(yè)鹽倉

通過翻板卸車臺(tái)、智能行車控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)鹽的卸鹽、堆鹽和加鹽作業(yè)自動(dòng)化。

通過翻板卸車臺(tái)將鹽車上的鹽自動(dòng)卸入卸料坑，通過智能行車抓斗將卸料坑內(nèi)工業(yè)鹽轉(zhuǎn)運(yùn)到堆料區(qū)，通過行車抓斗自動(dòng)將鹽輸送到投料口。

（4）在線設(shè)備監(jiān)測-智能機(jī)泵管理系統(tǒng)

智能機(jī)泵監(jiān)測管理系統(tǒng)，基于前端智能電機(jī)、機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測，以及后端機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)，對機(jī)泵進(jìn)行智能監(jiān)測、預(yù)測性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)泵智能化、數(shù)字化管控監(jiān)測，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)

前端以智能端蓋為核心，安裝于電機(jī)兩端軸伸端、非軸伸端，采集機(jī)泵振動(dòng)、溫度數(shù)據(jù)，傳輸至后端機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。

后端機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海量機(jī)泵數(shù)據(jù)處理故障診斷、預(yù)警維護(hù)等功能，方便用戶查看機(jī)泵群運(yùn)行狀態(tài)及故障診斷處理。同時(shí)智能端蓋能自動(dòng)加注潤滑（3年~5年不用人工潤滑）。

（5）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

技術(shù)架構(gòu)：通過IoT集成、ETL工具、ESB企業(yè)服務(wù)總線等應(yīng)用和技術(shù)，分別實(shí)現(xiàn)時(shí)序數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)交互，如圖2所示。集成架構(gòu)如圖3所示。

圖2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

圖3 集成架構(gòu)

實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相互之間融合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營管控一體化，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)現(xiàn)場到管理決策信息化、數(shù)字化、智能化、可視化、無紙化，生產(chǎn)過程的全程追溯。

通過項(xiàng)目實(shí)施消除數(shù)據(jù)孤島、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，統(tǒng)一集中頁面展現(xiàn)、建立系統(tǒng)集成的接口標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的單點(diǎn)登錄、用戶賬號認(rèn)證、權(quán)限管理功能、駕駛艙和分析報(bào)表的構(gòu)建時(shí)間由原來10日縮短到2日。

4　項(xiàng)目創(chuàng)新

（1）首家三無工廠

基于“工廠操作系統(tǒng)+工業(yè)APP”技術(shù)架構(gòu)，融合MES、LIMS、全過程質(zhì)量在線分析系統(tǒng)、智能工業(yè)鹽倉系統(tǒng)、設(shè)備在線監(jiān)測和預(yù)測性運(yùn)維系統(tǒng)等形成綜合應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)首家無人巡檢、無人操作、無人記錄的“三無工廠”。

（2）機(jī)泵在線監(jiān)測和自潤滑系統(tǒng)

針對數(shù)百個(gè)機(jī)泵搭建溫度振動(dòng)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測管理以及自動(dòng)潤滑系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)機(jī)泵狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、電機(jī)自動(dòng)潤滑、降低巡檢工作量和設(shè)備維護(hù)成本、提高設(shè)備安全可靠性。

（3）工業(yè)鹽自動(dòng)卸堆取

通過翻板卸車臺(tái)和智能行車控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)鹽的卸鹽、堆鹽和加鹽作業(yè)自動(dòng)化。

（4）質(zhì)量自動(dòng)在線分析

部署自動(dòng)在線分析儀表和分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)氯堿生產(chǎn)過程各質(zhì)量控制點(diǎn)實(shí)時(shí)在線檢測、分析和預(yù)測。

5　項(xiàng)目效益

生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理數(shù)字化、精細(xì)化，生產(chǎn)決策可視化，提升了生產(chǎn)管控水平，適合在行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

全過程質(zhì)量在線檢測大幅降低分析檢驗(yàn)人員工作強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，提升企業(yè)市場競爭力。每年為公司節(jié)省超百萬元，其中分析檢驗(yàn)人員減少了十多人。實(shí)例采用的均是通用儀器設(shè)備，適合在行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

自動(dòng)化智能工業(yè)鹽倉為公司節(jié)省人員工資和鏟車費(fèi)用近百萬元。該場景較大提高本質(zhì)安全，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，方便盤存庫存量，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，提升了企業(yè)經(jīng)濟(jì)和安全效益，適合在行業(yè)推廣應(yīng)用。

在線設(shè)備監(jiān)測-智能機(jī)泵管理實(shí)現(xiàn)機(jī)泵的自維護(hù)、自潤滑，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)。大幅降低巡檢人員和設(shè)備管理人員工作強(qiáng)度，每年為公司節(jié)省人力費(fèi)用數(shù)十萬元，提升公司競爭。實(shí)例采用的均是通用設(shè)備，定制化開發(fā)投入小，適合在行業(yè)推廣應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)每年節(jié)省大量的人力成本和線下數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間，并且大幅降低了各個(gè)系統(tǒng)集成的成本和第三方對接的風(fēng)險(xiǎn)。該場景采用的均是通用技術(shù)，適合在行業(yè)推廣應(yīng)用。

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年3月刊