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★中控技術股份有限公司

1　背景

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

2　項目目標

通過制造執(zhí)行系統(tǒng)、LIMS實驗室管理系統(tǒng)、全過程質量在線分析系統(tǒng)、智能原料鹽倉儲物流系統(tǒng)、設備在線監(jiān)測和預測性運維系統(tǒng)以及工業(yè)互聯(lián)網生產管控一體化平臺等內容建設，實現(xiàn)國內外氯堿行業(yè)首家“三無工廠”——無人操作、無人記錄、無人巡檢。

通過高度自動化、智能化建設，減少一線操作人員和技術人員的配備。

項目實現(xiàn)全自動操作、黑屏自主運行；實現(xiàn)全流程生產裝置一鍵啟停和智能升降負荷。

項目實現(xiàn)運營成本降低（20%以上），勞動生產率大幅提高（30%以上）。

企業(yè)重大危險源實現(xiàn)無人巡檢，項目實現(xiàn)危險區(qū)域完全無人化管理和操作。

3　項目實施

（1）制造執(zhí)行系統(tǒng)

通過生產管理系統(tǒng)的計劃管理、生產調度、物料管理、工藝管理、操作管理、三劑管理、數據展示等功能實現(xiàn)生產管理數字化、精細化，生產決策可視化，提升了企業(yè)的整體生產管控水平。

隨時掌握每個生產節(jié)點動向，并進行數據分析，助力企業(yè)快速做出決策。通過可視化生產報表，生產進度實時掌控。

（2）全過程智能質量在線檢測

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在線分析儀表和分析平臺，實時在線檢測、分析和預測。

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，對各質量控制點實時在線檢測、分析和預測。

（3）自動化工業(yè)鹽倉

通過翻板卸車臺、智能行車控制系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)鹽的卸鹽、堆鹽和加鹽作業(yè)自動化。

通過翻板卸車臺將鹽車上的鹽自動卸入卸料坑，通過智能行車抓斗將卸料坑內工業(yè)鹽轉運到堆料區(qū)，通過行車抓斗自動將鹽輸送到投料口。

（4）在線設備監(jiān)測-智能機泵管理系統(tǒng)

智能機泵監(jiān)測管理系統(tǒng)，基于前端智能電機、機泵狀態(tài)監(jiān)測，以及后端機泵狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)，對機泵進行智能監(jiān)測、預測性維護，實現(xiàn)機泵智能化、數字化管控監(jiān)測，設備狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 設備狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)

前端以智能端蓋為核心，安裝于電機兩端軸伸端、非軸伸端，采集機泵振動、溫度數據，傳輸至后端機泵狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。

后端機泵狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)實現(xiàn)海量機泵數據處理故障診斷、預警維護等功能，方便用戶查看機泵群運行狀態(tài)及故障診斷處理。同時智能端蓋能自動加注潤滑（3年~5年不用人工潤滑）。

（5）工業(yè)互聯(lián)網平臺

技術架構：通過IoT集成、ETL工具、ESB企業(yè)服務總線等應用和技術，分別實現(xiàn)時序數據采集、業(yè)務系統(tǒng)數據集成和業(yè)務交互，如圖2所示。集成架構如圖3所示。

圖2 工業(yè)互聯(lián)網平臺

圖3 集成架構

實現(xiàn)業(yè)務數據相互之間融合，實現(xiàn)企業(yè)生產運營管控一體化，實現(xiàn)從生產現(xiàn)場到管理決策信息化、數字化、智能化、可視化、無紙化，生產過程的全程追溯。

通過項目實施消除數據孤島、實現(xiàn)數據集成，統(tǒng)一集中頁面展現(xiàn)、建立系統(tǒng)集成的接口標準、實現(xiàn)系統(tǒng)的單點登錄、用戶賬號認證、權限管理功能、駕駛艙和分析報表的構建時間由原來10日縮短到2日。

4　項目創(chuàng)新

（1）首家三無工廠

基于“工廠操作系統(tǒng)+工業(yè)APP”技術架構，融合MES、LIMS、全過程質量在線分析系統(tǒng)、智能工業(yè)鹽倉系統(tǒng)、設備在線監(jiān)測和預測性運維系統(tǒng)等形成綜合應用，真正實現(xiàn)了國內首家無人巡檢、無人操作、無人記錄的“三無工廠”。

（2）機泵在線監(jiān)測和自潤滑系統(tǒng)

針對數百個機泵搭建溫度振動實時采集監(jiān)測管理以及自動潤滑系統(tǒng)。實現(xiàn)機泵狀態(tài)實時感知、電機自動潤滑、降低巡檢工作量和設備維護成本、提高設備安全可靠性。

（3）工業(yè)鹽自動卸堆取

通過翻板卸車臺和智能行車控制系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)鹽的卸鹽、堆鹽和加鹽作業(yè)自動化。

（4）質量自動在線分析

部署自動在線分析儀表和分析平臺，實現(xiàn)氯堿生產過程各質量控制點實時在線檢測、分析和預測。

5　項目效益

生產管理系統(tǒng)實現(xiàn)生產管理數字化、精細化，生產決策可視化，提升了生產管控水平，適合在行業(yè)進行推廣應用。

全過程質量在線檢測大幅降低分析檢驗人員工作強度，提高產品質量穩(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，其中分析檢驗人員減少了十多人。實例采用的均是通用儀器設備，適合在行業(yè)進行推廣應用。

自動化智能工業(yè)鹽倉為公司節(jié)省人員工資和鏟車費用近百萬元。該場景較大提高本質安全，降低勞動強度，方便盤存庫存量，相關數據統(tǒng)計完全實現(xiàn)自動化、智能化，提升了企業(yè)經濟和安全效益，適合在行業(yè)推廣應用。

在線設備監(jiān)測-智能機泵管理實現(xiàn)機泵的自維護、自潤滑，實時監(jiān)測機泵的運行狀態(tài)。大幅降低巡檢人員和設備管理人員工作強度，每年為公司節(jié)省人力費用數十萬元，提升公司競爭。實例采用的均是通用設備，定制化開發(fā)投入小，適合在行業(yè)推廣應用。

工業(yè)互聯(lián)網平臺每年節(jié)省大量的人力成本和線下數據統(tǒng)計時間，并且大幅降低了各個系統(tǒng)集成的成本和第三方對接的風險。該場景采用的均是通用技術，適合在行業(yè)推廣應用。

摘自《自動化博覽》2024年3月刊