液氯钢瓶自动充装与标签管理系统

韩海强 楼檑鸣

(浙江中控自动化仪表有限公司)

液氯钢瓶自动充装与标签管理系统

韩海强 楼檑鸣

(浙江中控自动化仪表有限公司)

介绍一种液氯钢瓶自动充装与标签管理系统，给出系统特点与组成。采用先进的电子标签管理技术、无线网络通信及数据库技术等，实现了液氯钢瓶充装控制、监控报警和钢瓶智能信息化管理。

自动充装 标签管理 报警系统 液氯钢瓶

液氯是化工生产中的重要原料，同时也是有毒、有害、有腐蚀性的危险化学品。目前，液氯钢瓶充装环节存在一些突出的问题：充装前没有对钢瓶进行必要的检查；在充装过程中充装量控制不合格，存在过量充装的现象；对超年限的、超期未检的、未进行使用登记的或不合格的钢瓶进行充装[1]。虽然安全监察管理部门制定了一系列液氯钢瓶生产管理规定，然而在实际生产中仍存在较大的缺陷和风险，如钢瓶身份无法准确识别、钢瓶流失现象严重及钢瓶以次充好等在各环节中流转，将导致液氯钢瓶充爆、人员伤亡等重大安全事故[2]。因此，采用原充装和管理方式已无法满足现代液氯钢瓶流转和充装过程安全控制的需要。

为全面提升液氯充装行业的安全性与规范性，加强液氯钢瓶流转环节和充装过程的安全控制，笔者设计了一个液氯钢瓶自动充装与标签管理系统，以进一步提升液氯充装、钢瓶管理的自动化程度，减少或杜绝危险事故的发生。

1 系统特点

笔者设计的液氯钢瓶自动充装与标签管理系统具有以下5个特点：

a. 系统的核心控制单元采用笔者所在单位开发的混合控制系统(General Control System,GCS)。GCS系统具有高速逻辑运算与联锁控制功能、丰富的函数运算功能和完整的控制策略；系统环境适应能力强，可用于腐蚀性、温湿度环境恶劣的场合；系统开放性强，可与第三方设备通信，也可连接符合EPA、Profibus、Modbus及HART等国际标准协议的各种智能设备和仪表。

b. 系统拥有强大的数据采集记录功能，人性化的操作界面可显示充装批次、历史曲线等。

c. 组网方式灵活，能够稳定可靠地实现整个区域数据的采集与传输。

d. 无缝对接标签管理系统，实现液氯钢瓶自动充装与标签管理系统的数据共享与交互。

e. 严密的控制流程，可从现场确认和显示状态两方面全方位保证生产的安全运行。

2 系统组成

液氯钢瓶自动充装与标签管理系统(图1)由液氯钢瓶控制系统和钢瓶标签管理系统组成。

图1 液氯钢瓶自动充装与标签管理系统框图

2.1 液氯钢瓶控制系统

为提升液氯钢瓶的充装效率，大多数企业采用双管充装的方式。即在液氯充装管路上设计安装充装阀，当充装结束后控制系统自动关闭阀门，人工关闭钢瓶入口阀；然后人工打开抽空阀，通过真空泵抽空充装管道中残留的液氯，确保充装安全。

液氯钢瓶充装流程(图2)包括准备充装、手/自动充装、启动充装、停止充装和紧急停止5部分。其中手/自动充装是完全独立的，可以自由切换。在自控阀门检修状态下，通过手动充装能够不影响生产进度。

图2 液氯钢瓶充装流程

液氯钢瓶控制系统(图3)由现场仪表(充装阀、抽空阀、有毒气体检测仪)、称重系统、现场操作柱、报警系统、GCS系统和上位机监控系统组成。其中，在钢瓶充装位置配置的专用现场操作柱，能够实现液氯钢瓶充装模式切换、现场操作、相关状态显示、操作确认、液氯泄漏声光报警及紧急停止等功能。

图3 液氯钢瓶控制系统组成

该系统能够实现液氯钢瓶称重数据的采集。在自动状态下钢瓶检测通过后，称重数据达到设定值时系统会自动关闭充装阀门，并通过声光报警提醒操作人员关闭氯气钢瓶入口阀。根据操作习惯在系统上设定抽空阀的打开时间，设定时间到达后系统将自动打开抽空阀；抽空阀打开延时结束后，系统自动关闭抽空阀。

2.2 钢瓶标签管理系统

液氯钢瓶标签管理系统由无线扫码枪(Personal Digital Assistant,PDA)、无线局域网络和标签信息管理平台组成。该系统以标签为载体进行液氯钢瓶信息管理，通过PDA实现钢瓶信息审核和充装后钢瓶重量的复核，并根据现场情况采取合理的网络构架模式，保证PDA数据上传至标签信息管理平台。

液氯钢瓶标签管理系统的优势有：

a. 钢瓶基本信息管理和分级管理功能，包括钢瓶的皮重、净重、各过程允许偏值、出厂日期、使用年限、创建人、充装权限授予、钢瓶当前去向、人工检查状态及启用状态等。

b. 充装数据管理功能，包括保存、备份、恢复、查询、打印和统计功能，可按日期、月份、使用单位及钢瓶号等查询或打印数据记录。

c. 通过与钢瓶数据库的数据交换，使入库、出库、原始数据、检验后的数据和充装数据能自动合在一起，并同时对钢瓶的入库、出库、空瓶存量及重瓶存量等相关情况进行查询跟踪，实时掌握钢瓶的存库、入库、出库情况，实现钢瓶数据信息的全过程跟踪管理功能。

d. 在上位机编程实现动态流程画面，用于在充装过程中实时显示钢瓶重量、钢瓶的管理编号、充装开始时间、充装结束时间、皮重、毛重、净重、操作人员及充装秤号等信息，实现钢瓶充装过程的实时监控。

e. 充装数据精确管理，包括自动去皮、定值点可调节、超差检测和称重复称功能。

f. 自动诊断和故障报警功能，可提高系统工作中安全运行的可靠度。

g. 简约、清晰的PDA操作界面。

3 液氯充装过程智能化报警系统

笔者在液氯充装过程中还设置了一个智能化报警系统，该系统具有钢瓶信息报警提示和充装过程报警提示功能。

当钢瓶扫描为审核未通过(钢瓶信息未在本单位钢瓶信息库中、钢瓶未启用、钢瓶充装权限未授予、钢瓶使用超期、钢瓶没有定期检测、钢瓶人工检查未通过及钢瓶皮重不合格等)时，现场声光报警提醒。对于检验不合格的钢瓶，杜绝进行充装；检验通过的钢瓶，系统方可允许它进入下一环节。

当发生氯气泄漏、液氯充装管脱落或液氯钢瓶超压时，系统会自动报警提醒。如果在规定时间内异常情况未被处理，系统将自动紧急停止充装、关闭自控阀门及停止充装泵等。

4 结束语

笔者设计了一个液氯钢瓶自动充装与标签管理系统，该系统能够有效杜绝液氯钢瓶在充装过程中的一些不规范行为，避免不合格钢瓶强行充装、过量充装等现象。同时，该系统拥有全方位智能化报警系统和联锁系统，保证了充装过程的安全性，为企业安全生产、效率提升打下坚实的基础。

[1] 董树巍.液氯钢瓶智能充装及管理系统[J].中国氯碱,2012,(6):40～42.

[2] 黄建平.基于RFID的信息管理技术在液氯钢瓶物流管理中的运用[J].中国氯碱,2011,(7):40～43.

韩海强(1982-)，工程师，从事工业控制自动化技术支持、工程项目管理、复杂控制方案制定及信息管理系统等工作，hanhaiqiang@supcon.com。

TH862

A

1000-3932(2017)01-0097-03

2016-03-14，

2016-04-12)