馬志超
(唐山三友氯堿有限責(zé)任公司,河北 唐山 063305)
隨著工業(yè)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的發(fā)展,將多種系統(tǒng)通過(guò)通訊協(xié)議集中在一起監(jiān)控成為現(xiàn)實(shí)。唐山三友集團(tuán)氯堿有限責(zé)任公司生產(chǎn)燒堿、聚氯乙烯樹(shù)脂等主要產(chǎn)品和二氯乙烷、液氯、鹽酸等副產(chǎn)品。目前PVC產(chǎn)能為43.5萬(wàn)t/a,PPVC專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)能為9萬(wàn)t/a。公司技術(shù)人員為了達(dá)到聚氯乙烯和燒堿等主副產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享和各工序關(guān)鍵參數(shù)的統(tǒng)一監(jiān)控,打破崗位界限,成功實(shí)現(xiàn)了不同生產(chǎn)模板的數(shù)據(jù)聯(lián)通,建立起全公司生產(chǎn)平衡體系,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)原輔料、產(chǎn)成品的產(chǎn)銷(xiāo)平衡監(jiān)控,且通過(guò)關(guān)鍵指標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警提示,很大程度提高了生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,節(jié)省了數(shù)據(jù)提取時(shí)間,減少了異常情況下的數(shù)據(jù)分析過(guò)程。
中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)智能化時(shí)期,隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷深化、生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇,企業(yè)現(xiàn)代化管理也愈加復(fù)雜。近年來(lái),三友氯堿公司在自動(dòng)化方面投入加大,單體、聚氯乙烯等生產(chǎn)系統(tǒng)原有的DCS工程師站均已配套更新,導(dǎo)致原有采集輸入生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)中的數(shù)據(jù)無(wú)法顯示、大量新投用的技改項(xiàng)目的控制參數(shù)也未實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)中的更新。為了打造一套精簡(jiǎn)高效的生產(chǎn)調(diào)度體系,將電石、單體、燒堿和聚氯乙烯樹(shù)脂等各生產(chǎn)板塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)整合,構(gòu)建一套全流程的生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng),實(shí)現(xiàn)原料、化工生產(chǎn)、電力負(fù)荷、產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)等核心數(shù)據(jù)的掌控。公司技術(shù)人員通過(guò)開(kāi)發(fā)全新的計(jì)算程式,將化工生產(chǎn)的投料、運(yùn)行過(guò)程、產(chǎn)品出口等信息重新組網(wǎng),整合各生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù),精簡(jiǎn)生產(chǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn)。通過(guò)調(diào)度網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)、消耗點(diǎn)、關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)和計(jì)量點(diǎn)及所有物料產(chǎn)銷(xiāo)平衡的全流程監(jiān)管,及時(shí)發(fā)現(xiàn)單點(diǎn)的異常信息,降低事故發(fā)生率。
公司采用的是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PI系統(tǒng)進(jìn)行各控制系統(tǒng)模擬量、開(kāi)關(guān)量等實(shí)時(shí)信息的數(shù)據(jù)采集。采用PI-Datalink進(jìn)行報(bào)表制作,通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PI系統(tǒng)提供的客戶(hù)端工具PI-Processbook,根據(jù)用戶(hù)的需要自由組態(tài)各種中文流程圖畫(huà)面,棒圖、參數(shù)圖、趨勢(shì)圖等,實(shí)時(shí)顯示各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)、PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與接口機(jī)之間的通訊狀態(tài)。網(wǎng)頁(yè)發(fā)布包括重大危險(xiǎn)源監(jiān)控報(bào)表、A級(jí)聯(lián)鎖報(bào)表、車(chē)間級(jí)工序計(jì)量報(bào)表、車(chē)間級(jí)關(guān)鍵參數(shù)報(bào)表、調(diào)車(chē)間級(jí)衡算報(bào)表、生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等,利用PI-Processbook工具可通過(guò)流程圖、趨勢(shì)圖和數(shù)據(jù)一覽表的方式隨意查詢(xún)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù),對(duì)各生產(chǎn)流程進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)視和查詢(xún)。
公司堅(jiān)持以先進(jìn)的安全理念體系為基礎(chǔ),以安全組織和先進(jìn)的體系制度為保障,不斷落實(shí)安全主體責(zé)任制,積極推動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建安全保障體系,將公司的安全管理模式向科學(xué)化、先進(jìn)性過(guò)度,重點(diǎn)對(duì)潛在的、可能發(fā)生的各種不安全問(wèn)題及隱患進(jìn)行分析和提前預(yù)防,優(yōu)先保證各項(xiàng)安全工藝、設(shè)施和設(shè)備的投入,在確保安全的前提下,追求公司利益最大化。利用數(shù)字化信息手段,將安全監(jiān)控信息錄入調(diào)度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),提升安全管理保障體系。
根據(jù)公司重大危險(xiǎn)源分級(jí)管控要求,電石倉(cāng)庫(kù)、氯乙烯儲(chǔ)罐和聚合釜等均屬于重大危險(xiǎn)源管控區(qū)域。為加強(qiáng)聚氯乙烯生產(chǎn)系統(tǒng)重大危險(xiǎn)源的管理,確保各項(xiàng)中控指標(biāo)均在安全指標(biāo)范圍內(nèi)運(yùn)行,通過(guò)調(diào)度網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PI系統(tǒng)對(duì)DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)控,并與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保持同步更新。不僅能夠?qū)Ξ惓?shù)據(jù)做出準(zhǔn)確及時(shí)的判斷并采取有效處理措施,而且還能通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)監(jiān)控指標(biāo)的歷史運(yùn)行記錄,查看一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì),可以通過(guò)數(shù)控累計(jì)來(lái)更快更準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題,根據(jù)生產(chǎn)指標(biāo)歷史走向做出提前預(yù)判和正確決策,提高生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性,嚴(yán)禁出現(xiàn)超溫、超壓、超負(fù)荷現(xiàn)象。
近年來(lái),中國(guó)乃至世界范圍內(nèi)的眾多工業(yè)事故都與報(bào)警管理不當(dāng)有關(guān),報(bào)警管理一直是化工行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。報(bào)警值設(shè)置不合理、響應(yīng)不及時(shí)、響應(yīng)方式不正確、頻繁報(bào)警對(duì)操作人員造成干擾等,均會(huì)導(dǎo)致企業(yè)發(fā)生不必要的生產(chǎn)損失,使裝置的安全性降低甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。因此,嚴(yán)格按照化工企業(yè)報(bào)警的管理要求,確保報(bào)警系統(tǒng)在正確的時(shí)間用正確的方法為操作人員提供正確的信息,為化工企業(yè)避免、減小、防止系統(tǒng)的紊亂提供幫助,從而減少財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染,杜絕生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。
為加強(qiáng)工藝報(bào)警管理,減少人為失誤,避免工藝事故的發(fā)生,公司遵循《化工企業(yè)報(bào)警管理實(shí)施指南》,對(duì)生產(chǎn)工藝中的報(bào)警實(shí)施全周期管理,包括報(bào)警理念、報(bào)警識(shí)別、詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行、監(jiān)控和評(píng)級(jí)、變更管理、審核等一系列管理活動(dòng)。健全預(yù)報(bào)系統(tǒng),梳理現(xiàn)有報(bào)警系統(tǒng)及精度,密切關(guān)注自動(dòng)化、信息化技術(shù)的最新發(fā)展方向,提出新增預(yù)報(bào)系統(tǒng)計(jì)劃,引入智能調(diào)度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)異常的預(yù)判,提前進(jìn)行謀劃,減少人為因素對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的干擾,提升管理水平,保障生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)行。通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控模塊對(duì)全廠(chǎng)物料關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行工藝控制指標(biāo)的高低限設(shè)置,可以在調(diào)度網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)的報(bào)警提示功能,同時(shí)可以通過(guò)跟蹤各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)歷史趨勢(shì)的查詢(xún)來(lái)掌握不同階段指標(biāo)及生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,以便技術(shù)人員及時(shí)做出指標(biāo)調(diào)整,并對(duì)異常數(shù)據(jù)做出準(zhǔn)確及時(shí)的判斷,采取有效處理措施。
生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)用于監(jiān)視生產(chǎn)系統(tǒng)或單元裝置的操作,在生產(chǎn)過(guò)程超出安全操作范圍、機(jī)械設(shè)備故障、系統(tǒng)自身故障或能源中斷時(shí),能自動(dòng)產(chǎn)生一系列預(yù)先定義的動(dòng)作,使操作人員和工藝裝置處于安全狀態(tài)。保護(hù)系統(tǒng)包括生產(chǎn)過(guò)程中保證生產(chǎn)裝置安全運(yùn)行、防止事故發(fā)生、避免設(shè)備故障損壞的連鎖保護(hù)系統(tǒng);生產(chǎn)裝置中實(shí)現(xiàn)設(shè)備正常啟停、安全運(yùn)轉(zhuǎn)的連鎖系統(tǒng)。通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)聚氯乙烯聯(lián)鎖項(xiàng)目的監(jiān)控,做到實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行狀況,異常情況早發(fā)現(xiàn)、早處理,減少非計(jì)劃停工,避免重大設(shè)備故障及人身傷亡事故的發(fā)生,為聚氯乙烯生產(chǎn)運(yùn)行提供有力保障。
生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)作為生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)和經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)的中間層,為實(shí)現(xiàn)全面信息化提供實(shí)時(shí)、完整、可靠的數(shù)據(jù)和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、管理信息化的融合與應(yīng)用。根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷、設(shè)備參數(shù),給出物料平衡方程,計(jì)算結(jié)果以圖表的形式直觀體現(xiàn),較普通DCS更直觀。實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ龋瑴p少傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)提取、錄入、人工分析的過(guò)程,提高工作效率。通過(guò)網(wǎng)頁(yè)報(bào)表的顯示,可以直觀地顯示出公司整體的生產(chǎn)和平衡狀況,生產(chǎn)管理人員可以根據(jù)聚氯乙烯產(chǎn)品的產(chǎn)量及銷(xiāo)量的匹配度來(lái)隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu),做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的最優(yōu)。
公司基于調(diào)度網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),包括原料原鹽、電石的存儲(chǔ)量、生產(chǎn)運(yùn)行中中控指標(biāo)參數(shù)、公用工程、燃動(dòng)力消耗數(shù)量等。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析工具,對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合分析,能提供產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)時(shí)運(yùn)行負(fù)荷、生產(chǎn)氯平衡、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)等各種分析報(bào)告,為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)提供決策信息。另外,通過(guò)調(diào)度網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)及公式計(jì)算來(lái)建立關(guān)鍵工序負(fù)荷統(tǒng)計(jì)測(cè)評(píng)體系,包括燒堿工序產(chǎn)能測(cè)評(píng)、轉(zhuǎn)化工序產(chǎn)能測(cè)評(píng)、PVC樹(shù)脂產(chǎn)能測(cè)評(píng)等。通過(guò)以上測(cè)評(píng)掌握生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵工序負(fù)荷及運(yùn)行情況,利于生產(chǎn)運(yùn)行及負(fù)荷的調(diào)整。通過(guò)對(duì)全生產(chǎn)工藝流程中關(guān)鍵產(chǎn)品和副產(chǎn)品的流向及存儲(chǔ)量等數(shù)據(jù)的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)氯堿公司生產(chǎn)中各工序產(chǎn)能的在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,做到對(duì)鹽水產(chǎn)量及電解負(fù)荷、鹽酸、次鈉、液氯、單體、管道氯氣、PVC產(chǎn)量等的瞬時(shí)分配。通過(guò)調(diào)度網(wǎng)的開(kāi)發(fā)利用,加強(qiáng)了數(shù)據(jù)資源的管理,建立了生產(chǎn)負(fù)荷測(cè)評(píng)體系,可使員工更為直觀地了解公司的生產(chǎn)運(yùn)行狀況。
公用工程數(shù)據(jù)變化直觀地反映各用戶(hù)的不同需求量,數(shù)字化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)可以錯(cuò)峰調(diào)配公用工程的消耗用戶(hù),減少公用工程支出成本。受疫情影響,公司生產(chǎn)降負(fù)荷運(yùn)行,通過(guò)科學(xué)匹配燒堿車(chē)間各期電解負(fù)荷,充分利用二三期電解槽效率高的優(yōu)勢(shì)使其處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),降低其他電解槽運(yùn)行負(fù)荷,最大限度降低直流電耗,2021年上半年燒堿產(chǎn)量及直流電耗數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表12021 年上半年燒堿產(chǎn)量及直流電耗數(shù)據(jù)
由表1數(shù)據(jù)得出,2021年上半年燒堿直流電耗計(jì)劃值為2 149 kW·h/t,通過(guò)合理匹配生產(chǎn)負(fù)荷,實(shí)際運(yùn)行數(shù)值為2 114 kW·h/t,降低了35 kW·h/t。
通過(guò)數(shù)字化生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)的開(kāi)發(fā)和使用,實(shí)現(xiàn)公司全生產(chǎn)工藝流程的監(jiān)管和對(duì)各生產(chǎn)板塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)整合,生產(chǎn)調(diào)度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠(chǎng)水電汽和原材料等資源的錯(cuò)峰調(diào)整、合理匹配,以達(dá)到生產(chǎn)效益最大化。實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)控?zé)龎A合成爐副產(chǎn)蒸汽量,調(diào)整熱水與蒸汽的產(chǎn)比,調(diào)峰運(yùn)行,降低外網(wǎng)蒸汽的使用量,降低外網(wǎng)蒸汽消耗。2021年副產(chǎn)蒸汽數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
表22021 年副產(chǎn)蒸汽數(shù)據(jù)匯總表
2021年1-4月副產(chǎn)蒸汽的日均值為509 t,5-11月副產(chǎn)蒸汽的日均值為603t,蒸汽增長(zhǎng)量為94t/d,全年蒸汽增長(zhǎng)32 900 t。
公司以問(wèn)題為導(dǎo)向,以需求為方向,確立了自動(dòng)化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)信息支撐的全流程閉環(huán)管理模式,即市場(chǎng)需求-業(yè)務(wù)調(diào)研-經(jīng)營(yíng)策劃-生產(chǎn)運(yùn)行-問(wèn)題反饋-功能優(yōu)化的一系列閉環(huán)管理。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)資源的管理,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,為分析數(shù)據(jù)信息、利用數(shù)據(jù)價(jià)值,提升專(zhuān)業(yè)管理水平,支撐公司決策,推動(dòng)企業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)管理,及時(shí)跟進(jìn)市場(chǎng)變化,靈活調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
通過(guò)數(shù)字化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的作用,及時(shí)跟進(jìn)市場(chǎng)變化,靈活調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。從PVC樹(shù)脂配方管理、產(chǎn)品質(zhì)量臺(tái)賬、關(guān)鍵工藝指標(biāo)等幾方面進(jìn)行PVC樹(shù)脂產(chǎn)品提質(zhì)。實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的原因并采取有效措施,減少產(chǎn)品降等品的產(chǎn)生。2021年通用樹(shù)脂及專(zhuān)用樹(shù)脂的優(yōu)級(jí)品率/合格品率較2020年均有所提升,樹(shù)脂優(yōu)級(jí)品率/合格品率見(jiàn)表3。
表32020 -2021年樹(shù)脂優(yōu)級(jí)品率/合格品率匯總%
通過(guò)數(shù)字化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,為保證生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定、提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)質(zhì)量創(chuàng)造了良好的條件。建立了關(guān)鍵工序負(fù)荷統(tǒng)計(jì)測(cè)評(píng)、燒堿工序產(chǎn)能測(cè)評(píng)、轉(zhuǎn)化工序產(chǎn)能測(cè)評(píng)和PVC樹(shù)脂產(chǎn)能測(cè)評(píng)等,通過(guò)以上測(cè)評(píng)掌握生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵工序負(fù)荷及運(yùn)行情況,排查“三超”問(wèn)題,保障生產(chǎn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)實(shí)施生產(chǎn)工藝報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)控,規(guī)范報(bào)警器的報(bào)警、記錄、處理及檢查流程,實(shí)現(xiàn)報(bào)警器規(guī)范管理;同時(shí),建立報(bào)警器報(bào)警月分析制度,通過(guò)采取相關(guān)措施,減少誤報(bào)情況,使報(bào)警器切實(shí)起到預(yù)警作用,保障生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)行。
對(duì)全廠(chǎng)物料關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行工藝控制指標(biāo)的高低限設(shè)置,可以在調(diào)度網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)對(duì)重大危險(xiǎn)源及工藝關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)的報(bào)警提示功能。通過(guò)對(duì)重大危險(xiǎn)源及關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控,能夠?qū)Ξ惓?shù)據(jù)做出準(zhǔn)確的判斷并采取及時(shí)有效處理措施,以保持各工序正常運(yùn)行,提高生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性。
通過(guò)調(diào)度網(wǎng)數(shù)據(jù)跟蹤顯示可以及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),做到生產(chǎn)冗余最優(yōu),提高化工系統(tǒng)安全運(yùn)行系數(shù);實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理人員直接從調(diào)度網(wǎng)平臺(tái)調(diào)取數(shù)據(jù),減少車(chē)間技術(shù)人員的工作強(qiáng)度;更多的管理人員可以參與生產(chǎn)監(jiān)管,及時(shí)發(fā)現(xiàn)單點(diǎn)的異常信息,降低事故發(fā)生率。
信息化水平已經(jīng)成為企業(yè)管理水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。三友氯堿公司通過(guò)推進(jìn)調(diào)度網(wǎng)數(shù)字化管理,打破生產(chǎn)“黑箱”,實(shí)現(xiàn)敏捷性生產(chǎn)管理,通過(guò)生產(chǎn)可追溯、異常情況及時(shí)報(bào)警等模板來(lái)達(dá)到生產(chǎn)績(jī)效、人員績(jī)效和設(shè)備績(jī)效的準(zhǔn)確分析,保證生產(chǎn)系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。