液氯充装的自动控制系统简介

杨英云

(冀中能源邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司，河北邢台 054000)

液氯充装的自动控制系统简介

杨英云

(冀中能源邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司，河北邢台 054000)

介绍了液氯充装自动控制控系统的工作原理、数据的采集及其计算机监控管理。

自动控制;PLC;安全

氯气在化工、石油、造纸、印染、制革、橡胶等行业中用途广泛，是一种剧毒性气体，人吸入0.09%的氯气5～10 min就可死亡。其可在一定压力下液化，液态氯较之气态氯更便于储存和运输，液氯的充装操作不当易留安全隐患。

冀中能源邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司是以氯化钾为原料，采用先进的离子膜电解工艺生产氢氧化钾的现代化企业，生产过程中产生氯气和氢气。随着企业生产规模的扩大，我公司氯气的产能有由原有的1400t/月，增加到了3200 t/月。充装设备由5台增至10台，原有的手动包装系统必须每天工作12 h以上。工人劳动量增大，且手动操作不易控制充装量，容易因人工操作失误导致氯气泄漏。为了减少操作人员的劳动强度，提高系统的安全性，我公司对液氯充装系统进行了自动化改造。自动充装系统融现场操作、称量控制、自动控制、总线通讯、数据管理等功能于一体，主要有电子秤、系统数据采集控制箱、PLC、监控管理计算机、管理软件等组成。

1 系统的工作原理

液氯充装的自动控制是通过PLC控制器对检测到的电子称重量信号与给定重量比较后，控制气动阀的开启和关闭来达到对液氯钢瓶充装的自动控制。控制系统图见图1。

图1 控制系统图

具体控制过程是，将待充装的空钢瓶放置于电子称上，电子称二次仪表显示出空瓶质量并将质量以4～20 mA DC信号传送至PLC控制器，相同质量就会在与PLC通过通讯线连接的LCD触摸屏上显示。操作人员将需要充装的质量通过触摸屏输入，确认无误后点击“开”，相应气动切断阀打开，开始充装。当空瓶加充装量到达设定值时，PLC自动输出使得气动阀关闭，完成整个充装过程。

在此控制系统中设有手动/自动切换装置，工艺操作人员可根据现场实际情况选择控制方式。此外，在充装完毕或充装异常时，系统会输出提示音，便于操作人员采取相应措施。

2 系统数据的采集和管理

该系统技术难点在于现场实际灌装时对数据传输速度和准确度有极高的要求，本系统选用PROFIBUS总线，采用屏蔽双绞线作为传送载体，RS485接口根据电压差进行工作，用一根通讯电缆，将所有现场操作员面板和称重仪表连接到PLC，形成设备及车间级的数字化通讯网络。

本公司选用通讯速度最快的PROFIBUS总线，其通讯速度是所有总线中最快的：最快达12 M/s;抗干扰性也是最强的，仅使用一根通讯电缆，就将所有现场操作员面板和称重仪表连接到PLC，减少了传统的现场布线，降低了成本和维护工作量。解决了老系统实际灌装时数据传输慢和准确度差的问题。

3 系统的计算机监控和数据统计报表管理

计算机上的人机界面为三维动态的模拟图形，灌装过程中显示钢瓶重量，同时显示该瓶的管理编号、皮重、毛重、灌装员、灌装秤号等信息。灌装结束后，进行报警提示，并自动形成金牛钾碱分公司液氯钢瓶充装记录，以数据库形式保存在上位管理计算机中。数据库可记录三年灌装数据共15万条记录，具备保存、备份、恢复、查询、打印、统计功能，可按日期、月份、使用单位、钢瓶号等查询并打印记录。增加钢瓶进出库数据库，入库、出库、原始数据、检验后重新修正的数据输入后能自动整合记录在一起，便于同时对钢瓶的入库、出库、空瓶存量、重瓶存量等相关情况进行查询跟踪。系统具有联网功能，以上数据可方便的与包装复秤数据联系在一起，便于销售、调度对钢瓶进行跟踪管理。系统同时也可对用户实行分级管理，各级权限不同，可设置不同的密码，操作人员数量不限。

另外，管理软件上，我们除了无钢瓶、超期、阀泄漏、钢瓶皮重偏差20 kg等报警及限制灌装外，还将提供低于200 kg无法灌装(防止秤上无钢瓶时，操作人员误启动灌装)、对未登记的钢瓶按皮重进行灌装等功能。

改造后的系统，实现了对液氯充装的自动控制，操作方便、简单，降低了操作人员的劳动强度，提高了充装精度，消除了安全隐患，实行了钢瓶的档案管理，为整个生产装置的安全、平稳、可靠运行提供了保障。

TQ056.8

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1003-3467(2010)20-0039-02

2010-09-21

杨英云(1973-)，女，从事工业电器自动化研究工作，电话：138733943472。