高性能树脂智能化工厂建设项目分析

李锦强

（广西鼎弘树脂有限公司，广西 左市 532200）

广西鼎弘树脂有限公司年产3 000 t高性能树脂综合加工项目，投资4 000万元（固定资产投资3 000万元，流动资金1 000万元），建设6 431 m2的厂房，主要有中试车间、配电房、导热油炉房、加氢车间、加氢控制室、综合树脂车间、仓库、综合楼等设施，购置生产线的相关设备和德国西门子S7-1500PLC（可编程逻辑控制器）、浙江中控JX-300XP分散式控制系统（Decentralized Control System，DCS）、浙江中控生产信息管理系统（Production Information Management System，PIMS）、浙江力诺自动阀及一批智能仪表等关键设备及控制系统，实现制氢、氢化、酯化、加成等全过程数字化智能化控制和生产，整个制造过程品质得到完全可控，产品实现100%全检能力[1]；集成过程控制系统（Process Control System，PCS），PIMS与企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）系统，最终建成全公司各生产经营环节的计算机网络化集成应用智能系统。

1 项目构成

1.1 建成以PCS为代表的基础自动化层

该层主要在制氢工段和氢化车间、综合树脂车间建成由德国西门子公司S7-1500PLC、浙江中控JX-300XP DCS、现场智能仪表和浙江力诺气动调节阀、视频监控、电话等组成的生产自动控制系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及信号报警等各项功能，实现生产过程的数字化、自动化和集中控制。

1.2 建立统一实时的数据库平台

采用浙江中控PIMS作为生产执行系统，在中控DCS控制系统增加OPC数据服务器和历史数据服务器，把制氢西门子PLC控制系统、中控DCS系统、视频监控及电话系统进行数据集成，建立统一实时的数据库平台，通过过程信息网络对全厂控制系统进行统一平台监控，对各系统的生产流程图、趋势图、报表、报警界面统一管理，实现工厂生产调度、生产计划与统计管理、设备管理等功能，并实现远程实时浏览及Web实时发布，支持互联网局域网访问，公司管理层可以随时通过网络了解生产实际情况，以便做出正确的决策。

1.3 建成以ERP（企业资源计划系统）为代表的企业生产经营优化层

该层通过建成高速光纤连接的局域网，在管理层网络计算机部署企业ERP，并与浙江中控的PIMS系统集成，实现生产管理信息化与业务管理一体化，平台一体化，实现生产管理、计划管理、销售管理、采购管理、仓库管理、人事管理等功能，为企业决策层及员工提供决策运行手段的智能管理平台。

2 具体实施方案

（1）在制氢车间采用德国西门子的s7-1500plc系统，该系统由可编程控制器（SIMATIC S7-1500+200SP系列PLC）和1台操作站、1台工程师站组成，与现场智能仪表一起实现对制氢工段装置的高度自动化管理和控制。

氢气是加氢工段重要的工艺原料，易燃易爆且难于储存和运输，必须自己生产才能降低生产成本。

制氢工序流程长，过程连续，采用PLC程序控制保证了工艺可控，达到节能、高效、产气纯度高的目的。PLC控制系统控制如图1所示。

图1 PLC控制系统控制

（2）在歧化、酯化、加氢、蒸馏等工序，因工艺复杂，工序多，控制参数各式各样，且距离分散，分成几个车间，只有采用DCS系统才能达到良好的控制目的。我们采用国内先进的浙大中控JX-300XP DCS控制系统，对各个工序的温度、压力、流量、液位等参数进行采集和优化控制，使得整个生产过程处于最佳状态，极大地提高了生产效率和产品的质量。控制系统如图2所示。

图2 控制系统

系统配置一台工程师站，两台操作站，其中一台作为制氢车间操作站，一台作为综合树脂车间操作站，工程师站和操作站通过高速冗余工业以太网SCnet 与系统柜内的JX-300XP控制站进行高速的数据传输交换，通过JX-300XP IO模块与现场仪表、执行器完成各个工艺参数读取及调节输出。具体的控制功能如下：①可选择的自动/手动/现场3种控制方式。② 画面动态显示系统的运行状态以及工艺参数。③ 自动记录和保存工艺参数、系统运行参数和历史事件。④PID智能调节。⑤安全操作分级控制等。

（3）建立PIMS系统，在中控DCS控制系统增加PIMS数据服务器和历史数据服务器，把制氢西门子PLC控制系统、中控DCS系统、视频监控及电话系统进行数据集成，建立统一实时的数据库平台，对全厂控制系统进行统一平台监控，对各系统的生产流程图、趋势图、报表、报警界面统一管理。同时与企业ERP对接，以统一数据管理，统一通信、统一平台，有机地整合、优化各种独立、分离的产品与技术，发挥其产品、技术体系的最大功能，从而产出最大效益，并实现远程实时浏览及Web实时发布，支持互联网局域网访问，公司管理层可以随时通过网络了解生产实际情况，以便做出正确的决策。PIMS系统如图3所示。

图3 PIMS系统

（4）建成以ERP（企业资源计划系统）为代表的企业生产经营优化层。该层通过建成高速光纤连接的局域网，在管理层网络计算机部署企业ERP，并与浙江中控的PIMS系统集成，实现生产管理信息化与业务管理一体化，平台一体化，实现生产管理、计划管理、销售管理、采购管理、仓库管理、人事管理等功能，为企业决策层及员工提供决策和运行手段的智能化管理平台。

公司ERP系统主要包括：生产管理、供应链管理、财务管理、决策支持四大体系。

3 结语

智能工厂的建设，使得公司生产效率提高20%以上，运营成本降低了25%，产品生产周期缩短30%，产品不良品率降低了25%，能源利用率提高了12%。