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案例頻道一、 企業(yè)概況
山東?；瘓F(tuán)純堿廠是國家“七五”重點項目。它采用了先進(jìn)的氨堿法生產(chǎn)工藝，原設(shè)計純堿生產(chǎn)能力60萬噸/年，后經(jīng)擴(kuò)建改造生產(chǎn)能力增至120萬噸/年，2004年建設(shè)60萬噸/年純堿項目一次試車成功，純堿總生產(chǎn)能力達(dá)到200萬噸/年。對全部生產(chǎn)過程實行DCS先進(jìn)控制，管理過程實施MES，生產(chǎn)自動化管理信息化具有當(dāng)今國際先進(jìn)水平。
二、生產(chǎn)過程自動化的應(yīng)用
1、純堿廠DCS系統(tǒng)的應(yīng)用
純堿廠新線是60萬噸/年純堿新項目，全廠使用一套全集成的西門子的PCS7過程控制系統(tǒng)，PCS7系統(tǒng)集成電氣邏輯控制和自動化儀表控制為一體，總控制點為1萬多點。根據(jù)純堿廠新線的規(guī)劃設(shè)計，中央控制室設(shè)12臺操作員站、2臺工程師站、2對冗余服務(wù)器，現(xiàn)場設(shè)置12臺操作員站，8對AS400冗余控制器、27臺S7-300控制器，以及若干ET200站。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。
2005年4月，純堿廠老線系統(tǒng)停車大修期間對全廠所有DCS系統(tǒng)進(jìn)行了升級、擴(kuò)展、更新?lián)Q代，實現(xiàn)了全廠集中控制，共用三套艾默生DeltaV系統(tǒng)，分別應(yīng)用于壓縮工段，碳化、蒸吸、鹽水工段、煅燒、石灰、包裝、中央控制室等。艾默生DeltaV系統(tǒng)集成了全廠儀表自動化控制和電氣邏輯控制。全廠在中央控制室設(shè)12臺操作員站、3臺工程師站、3臺應(yīng)用站，在現(xiàn)場設(shè)10臺操作員站，23對冗余控制器，控制點總數(shù)為8000多點。
2．先進(jìn)控制在純堿廠的應(yīng)用
隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，進(jìn)一步提高裝置自動化控制水平變得日趨重要。在浙江中控軟件技術(shù)有限公司和純堿廠雙方領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和關(guān)心下，純堿廠從2004年起即在新線石灰車間的石灰窯裝置、重堿車間的碳化裝置和壓縮車間的壓縮機(jī)裝置實施了先進(jìn)控制。經(jīng)雙方工程技術(shù)人員的共同努力和密切合作，克服了各種困難，已順利完成純堿廠新線13座碳化塔、7座石灰窯、7臺壓縮機(jī)系統(tǒng)的先進(jìn)控制和優(yōu)化。從2005年6月下旬開始，該項目實施的各部分先進(jìn)控制和優(yōu)化系統(tǒng)先后進(jìn)入了連續(xù)運(yùn)行考核。從運(yùn)行的結(jié)果看，該項目的投用率達(dá)到了95%以上，有效的克服了干擾和滯后影響，大大提高了裝置的自動化水平，統(tǒng)一了操作人員的操作方法，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，并增強(qiáng)裝置各項運(yùn)行指標(biāo)的平穩(wěn)性。在保證裝置工況良好的情況下，實現(xiàn)產(chǎn)量最大化，品質(zhì)最優(yōu)化。先進(jìn)控制技術(shù)增強(qiáng)了裝置的抗干擾能力、平穩(wěn)了操作；減少了產(chǎn)品質(zhì)量波動并實現(xiàn)卡邊控制；提高了原料利用率、降低了能耗。同時，先進(jìn)控制的實施也大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，提高了裝置的自動化水平。
2006年，為提高其它工序的平穩(wěn)運(yùn)行，進(jìn)一步搞好純堿生產(chǎn)裝置平穩(wěn)性和提高效益。將在新老線全面開展重點裝置的先進(jìn)和優(yōu)化控制以及全廠的物料平衡。
3、生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)
工藝生產(chǎn)過程中各種物料分析數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性直接影響工藝指標(biāo)的控制和操作。我廠采用了手工分析數(shù)據(jù)通過TP數(shù)據(jù)輸入面板和微機(jī)輸入聯(lián)入DCS系統(tǒng)，工藝人員從DCS系統(tǒng)中及時獲取分析數(shù)據(jù)作為操作依據(jù)。同時部分分析數(shù)據(jù)實現(xiàn)了自動測量，測量儀表直接聯(lián)入DCS系統(tǒng)，如：中下段氣CO2含量分析、煅燒爐氣分析、石灰窯氣分析、蒸餾調(diào)和液PH值分析、精鹽水調(diào)和液PH值分析等。
4、自動化包裝系統(tǒng)的應(yīng)用
全自動包裝生產(chǎn)線是吸收了國際上先進(jìn)的包裝機(jī)技術(shù)，結(jié)合了純堿物料特性，能滿足純堿包裝生產(chǎn)需要的全自動包裝設(shè)備。核心設(shè)備由PC控制系統(tǒng)、伺服給進(jìn)料裝置及電子計量系統(tǒng)等組成，實際單袋重量誤差不大于80g；外圍設(shè)備由自動上袋系統(tǒng)、自動開袋裝料系統(tǒng)、自動折邊縫包系統(tǒng)、自動金屬重量揀選系統(tǒng)和自動生產(chǎn)標(biāo)識系統(tǒng)組成。先進(jìn)的控制系統(tǒng)和完善的檢測裝置確保每一袋純堿達(dá)標(biāo)進(jìn)入碼垛生產(chǎn)線。
全自動碼垛生產(chǎn)線采用伺服轉(zhuǎn)位控制，由PC機(jī)控制自動編組流程、觸摸屏操作可實現(xiàn)4-10層任意設(shè)定，及自動供盤及排垛作業(yè)功能。完善的故障顯示和聲光報警系統(tǒng)可實現(xiàn)無人值守的自動化作業(yè)。主要設(shè)備由PC機(jī)控制系統(tǒng)、托盤供給系統(tǒng)、轉(zhuǎn)位編組系統(tǒng)、垛盤升降裝置及自動排垛系統(tǒng)構(gòu)成。
三、信息化管理的應(yīng)用
1、 MES系統(tǒng)
純堿廠的MES系統(tǒng)自2005年4月份開始實施，在浙江中控軟件技術(shù)有限公司和純堿廠雙方工程技術(shù)人員的共同努力和密切配合下，年底基本完成該項目。該項目是在PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺之上根據(jù)企業(yè)的實際需求開發(fā)了MES系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分是對生產(chǎn)的實時監(jiān)控，主要是實時監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)狀，便于生產(chǎn)的實時管理，這部分主要由工藝流程圖、趨勢圖和實時生產(chǎn)監(jiān)控相關(guān)的一些報表組成；另一部分是將實時數(shù)據(jù)和管理上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合而形成的統(tǒng)計報表，便于生產(chǎn)管理人員的決策。整個系統(tǒng)分為領(lǐng)導(dǎo)查詢、生產(chǎn)監(jiān)控、工藝優(yōu)化、產(chǎn)耗管理、物流管理、質(zhì)量計量管理、儀表管理、管理參考八個子系統(tǒng)，并對需要進(jìn)行手工輸入的部分專門設(shè)置了一個數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，同時設(shè)置一個專門的權(quán)限管理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的實施，使各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)、化驗分析數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)即時的呈現(xiàn)在管理者和操作人員的面前，生產(chǎn)各種的流程圖、歷史曲線、消耗、考核、故障診斷等一目了然，為管理者指導(dǎo)生產(chǎn)提供了有力的決策。
1、 純堿廠內(nèi)部網(wǎng)站辦公平臺的建立
純堿廠內(nèi)部網(wǎng)站辦公平臺，是信息科技術(shù)人員在大量的考察和論證的基礎(chǔ)上建立的。為純堿廠10個生產(chǎn)車間、9個處室搭起了網(wǎng)站框架。各單位的信息員進(jìn)行資料的上傳，實現(xiàn)了我廠信息的采集、信息的共享和信息的交流。該平臺包括了各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫）、人力資源系統(tǒng)、成本中心管理系統(tǒng)、試題庫管理系統(tǒng)、即時短消息等，實現(xiàn)了無紙化辦公，不但提高了工作效率，同時節(jié)省了大量的電話費(fèi)用、紙張、印刷費(fèi)用。
2、 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控
我們充分利用純堿廠完善的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，投資較少的情況下，在一些重要的設(shè)備和崗位上安裝了網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)。該攝像機(jī)可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)上觀看監(jiān)控效果，實現(xiàn)了對各下料口的監(jiān)控、輸送皮帶的運(yùn)行監(jiān)控、壓縮機(jī)的監(jiān)控、地磅的車輛監(jiān)控、空壓站的無人值守等，共安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)50余臺。將設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)實時情況傳至中控室和各個管理層。
四、自動化信息化建設(shè)的體會
通過不斷提高生產(chǎn)自動化水平和全面實施信息化管理，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益非常顯著。平均噸堿蒸餾汽耗為1435.64 Kg，比去年同期降低了18.93 Kg，增創(chuàng)效益150余萬元。與去年同期相比，除焦炭消耗持平外，原鹽、石灰石、液氨消耗分別降低了2kg/t、22 kg/t、0.71kg/t。純堿廠在生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到200萬噸/年的情況下，公司員工由2000年的2500人減少到目前的1600余人，撤銷合并生產(chǎn)、管理崗位二十余個。將來，在純堿廠的老線和新線的其他工序繼續(xù)實施先進(jìn)控制和優(yōu)化系統(tǒng)，實現(xiàn)廠領(lǐng)導(dǎo)提出的“信息化一攬子”工程；繼續(xù)加大純堿廠MES的實施，實現(xiàn)與供銷公司的接口，做到“管、控、營”一體化，不斷提高企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號