CN112596479A - 一种乳化炸药生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳化炸药生产系统，包括总控子系统、制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统，制乳子系统包括制乳设备和制乳现场终端，制乳现场终端用于制乳设备的控制和信息化管理，制乳现场终端包括制乳控制模块、制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块、制乳数据采集模块，制乳控制模块用于制乳设备制备乳胶基质的闭环控制，制乳数据存储模块用于存储乳胶基质各原料的供应要求值和配比曲线，制乳驱动调节模块用于调节乳胶基质各原料的供应状态，制乳数据采集模块用于采集乳胶基质各原料的实时数据。生产线自动化信息化程度高，各监控点位分配合理，可对整个生产过程中流量、温度、液位、压力、设备的状态进行监控。

Description

一种乳化炸药生产系统

技术领域

本发明涉及炸药生产领域，特别涉及一种乳化炸药生产系统。

背景技术

乳化炸药具有密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度好等特点，小直径情况下具有雷管敏感度。现有的乳化炸药的生产工序主要工序包括原料准备、水油相配制、油水相输送、乳化、装药敏化、药卷冷却、包装等工序，每一工序都有对应的生产线，具体为水油相制备系统、乳化制药系统、敏化装药系统、冷却输送系统、自动包装系统等成套生产设备和仪表组成，各生产系统线依序衔接形成整个乳化炸药生产线。

但现有的生产线安全联锁保护系统不够完善，例如申请号为201620078001.2的中国实用新型专利，公开了一种炸药联动生产系统，不能依据实际的生产情况作出及时准确的智能判定，不能实现产能的智能匹配，无自诊断功能。所以需提出一种新型的乳化炸药生产系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种乳化炸药生产系统，具有完善的安全联锁保护功能，同时通过信息化管理可保障长时间无故障运行。

本发明的一种乳化炸药生产系统，包括总控子系统、制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统，

所述制乳子系统包括制乳设备和制乳现场终端，所述制乳现场终端用于制乳设备的控制和信息化管理，所述制乳现场终端包括制乳控制模块、制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块、制乳数据采集模块，所述制乳控制模块与制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块和制乳数据采集模块电连接，所述制乳控制模块用于制乳设备制备乳胶基质的闭环控制，所述制乳数据存储模块用于存储乳胶基质各原料的供应要求值和配比曲线，所述制乳驱动调节模块用于调节乳胶基质各原料的供应状态，所述制乳数据采集模块用于采集乳胶基质各原料的实时数据；

所述敏化装药子系统包括敏化装药设备和敏化装药现场终端，所述敏化装药现场终端用于敏化装药设备的控制和信息化管理，所述敏化装药现场终端包括敏化装药控制模块、敏化装药数据存储模块、敏化装药驱动调节模块、敏化装药数据采集模块，所述敏化装药控制模块与敏化装药数据存储模块、敏化装药驱动调节模块和敏化装药数据采集模块电连接，所述乳胶基质和敏化装药子系统的发泡剂混合敏化成乳化炸药，所述敏化装药控制模块用于敏化装药设备敏化和装药的闭环控制，所述敏化装药数据存储模块用于存储乳胶基质和发泡剂的供应要求值和配比曲线，所述敏化装药驱动调节模块用于调节乳胶基质和发泡剂的供应状态，所述敏化装药数据采集模块用于采集乳胶基质和发泡剂实时数据；

所述包装子系统包括包装设备和包装现场终端，所述包装现场终端用于包装设备的控制和信息化管理，所述包装现场终端包括包装控制模块、包装数据存储模块、包装驱动调节模块、包装数据采集模块，所述包装控制模块与包装数据存储模块、包装驱动调节模块和包装数据采集模块电连接，所述包装控制模块用于所述包装设备包装乳化炸药的闭环控制，所述包装数据存储模块用于存储乳化炸药的包装数量，所述包装驱动调节模块用于调节乳化炸药的包装速度，所述包装数据采集模块用于统计乳化炸药的包装数量；

所述总控子系统包括总控控制模块和总控存储模块，所述总控控制模块与制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端通讯连接，所述总控控制模块用于制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统闭环控制，实时监控各子系统运转速度达到产能的动态平衡；

所述制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端上均设有设备管理总单元，所述设备管理总单元包括设备维护模块、设备巡检模块和在线监测模块，所述设备维护模块用于查看和记录及修改维护信息，所述设备巡检模块用于查看和记录及修改巡检信息，所述在线监测模块用于通过各采集模块的数据监控对应设备运行状况和参数；

所述设备维护模块包括设备资料单元和故障分析与排除单元，

所述设备资料单元用于记录显示设备基本信息，所述故障分析与排除单元用于现场人员查询常见故障与解决方法，所述设备基本信息储存于所述总控存储模块，所述常见故障与解决方法的信息储存于所述总控存储模块；

所述设备基本信息包括运行状态、设备结构图、设备实物图和设备视频，所述常见故障与解决方法的信息包括故障现象、故障原因和解决方法。

进一步地，所述制乳设备包括依水相供应次序设置的水相储存罐、水相配料罐和水相泵，

依油相供应次序设置的油相储存罐、油相配料罐和油相泵，和用于水相储存罐、油相储存罐加热的热水罐，

依乳化次序设置的粗乳罐、粗乳搅拌器、基质泵；

所述敏化装药设备包括依发泡剂供应次序设置的发泡剂储罐和发泡剂泵，

依静态混合敏化次序设置的料仓、乳胶泵、静态分散器和装药机，所述乳胶泵位于料仓底部，所述料仓、静态分散器和装药机通过管道连通，所述发泡剂储罐与料仓和静态分散器之间的管道连通；

所述包装设备包括依包装次序设置的冷却风干机、自动装箱机。

更进一步地，所述制乳驱动调节模块包括依水相供应次序设置的水相罐控温调节阀、热水罐控温阀、水相放料阀、水相回流阀，

依油相供应次序设置的油相罐控温调节阀、油相放料阀，

依乳化次序设置的粗乳罐放料阀、基质泵放料阀、乳胶仓进料阀、乳胶泵放料阀、出药三通阀；

所述制乳数据采集模块包括依水相供应次序设置的水相质量流量计、水相液位计、水相罐温度变送器，

依油相供应次序设置的油相质量流量计、油相液位计、油相罐温度变送器，

依乳化次序设置的粗乳罐料位计、基质泵温度压力变送器、静混后压力变送器及热水罐温度变送器，所述热水罐温度变送器用于采集供应水相和油相加热的热水罐温度。

进一步地，所述制乳驱动调节模块还包括排污阀、基质取样阀。

进一步具体地，所述敏化装药驱动调节模块包括依发泡剂供应和静态混合敏化的发泡剂泵、发泡剂流量调节阀、静混进切换阀、静混出切换阀，

所述敏化装药数据采集模块包括乳胶泵压力变送器、混合器出口压力变送器、出口温度变送器和发泡剂量流量计；

所述包装驱动调节模块包括冷却风干机的皮带运输装置，所述皮带运输装置用于运送已完成初步包装成柱状并浸泡冷却的乳化炸药，

所述包装数据采集模块包括自动装箱机的柱状物料抓取装置，所述柱状物料抓取装置用于抓取皮带运输装置上的乳化炸药。

进一步地，所述设备基本信息还包括设备编号、设备名称、设备型号、厂家信息、使用时间、运行时间、启用日期、报废日期；

所述设备维护模块还包括备件信息单元和设备参数单元，

所述备件信息单元用于查看设备备件使用信息和更换配件信息，

所述设备参数单元用于查看设备关联的PLC参数，

所述设备备件使用信息、更换配件信息和PLC参数储存于所述总控存储模块，所述设备备件使用信息包括编号、名称、类别、启用时间、到期时间和第一备注，所述更换配件信息包括备件编号、备件名称、型号规格、单位、更换时间、使用寿命、采购编号、第二备注，所述PLC参数包括参数名、参数值和单位。

进一步地，所述设备维护模块还包括保养维护单元、保养维护记录单元、故障申报检修单元，

所述保养维护单元用于记录和编辑设备保养信息，所述保养维护记录单元用于查看及管理人员审核保养维护记录，所述故障申报检修单元用于记录和编辑故障现象、维修记录，

所述设备保养信息、保养维护记录、故障现象、维修记录储存于所述总控存储模块，

所述设备保养信息包括设备编号、设备名称、维护类别、检查内容、状态栏、异常信息、解决办法、第三备注。

进一步地，所述设备巡检模块包括巡检首页单元、设备巡检单元、巡检历史记录单元、报警历史查询单元、参数历史查询单元，

所述巡检首页单元用于查看设备运行状态、PLC运行参数、产能的实时状态；

所述设备巡检单元用于在线巡检设备运行参数、记录巡检信息；

所述巡检历史记录单元用于查看巡检员的巡检记录；

所述报警历史查询单元用于查询报警记录；

所述参数历史查询单元用于查询参数历史数据和曲线。

进一步地，所述在线监测模块包括工艺流程单元、设备监测单元、故障历史单元；

所述工艺流程单元用于监控设备运行状况和参数；

所述设备监测单元用于查询设备位置、设备名称、参数名称，及显示设备的参数值、参数名称、相关产能、设备异常状态信息；

所述故障历史单元用于查询设备监测历史参数。

更进一步地，所述制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端上上还设有资产管理总单元，

所述资产管理总单元包括设备资产模块和备件资产模块，

所述设备资产模块包括设备清单单元和设备信息库单元，

所述设备清单单元用于录入设备类编号、设备类名称、设备型号、厂家信息，所述设备信息库单元用于设备基础信息、故障分析与排查、保养与维护、设备巡检模版的维护；

所述备件资产模块包括备件信息库单元、紧急库存单元、备件入库单元和备件出库单元，

所述备件信息库单元用于备件信息库的增加、修改和删除、备件的出入库管理、警戒库存查询，所述紧急库存单元用于查询备件库存数量低于安全库存的备件清单，所述备件入库单元和备件出库单元分别用于备件的入库和出库。

本乳化炸药生产系统有以下特点：

1、生产线自动化信息化程度高，各监控点位分配合理，可对整个生产过程中流量、温度、液位、压力、设备的状态进行监控，保障了生产系统整体的稳定性，同时利于监控生产线各设备状态，自动故障诊断，设有互锁、自锁连锁保护功能，某一单元出现故障时，通过互锁保护功能，自动降低产能，故障解除后自动根据对应的生产速率，自行恢复至正常状态，安全生产的同时保障最快的生产速度，制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统分别闭环控制，保障各工序的独立性和有序性，互相不产生干扰，进一步通过总控子系统对各子系统闭环控制，保证了生产产品质量的稳定性；此外生产过程只需通过总控子系统输入所需产能即可实现自动有序生产。

3、对生产线中的各种设备进行预防性的保养维护，对设备的基本信息和保养维护内容进行信息化管理、审核，有效减少设备故障的发生，利于保障自动化生产线长时间无故障运行。

4、对设备的常见故障和现象、原因与解决方法进行信息化管理，根据各故障现象可供现场人员迅速查找解决办法进行排障，杜绝传统检修通过经验判断带来的风险，同时通过设备结构图、设备实物图和设备视频更加直观地了解设备结构，提高检修效率。

附图说明

图1为乳化炸药生产的流程示意图；

图2为自动包装系统的流程示意图；

图3为乳化炸药生产系统的监控点位示意图；

图4为设备管理总单元和资产管理总单元的结构框图；

图5为设备维护模块的界面示意图；

图6为备件信息单元的界面示意图；

图7为更换配件信息的界面示意图；

图8为设备参数单元的界面示意图；

图9为保养维护单元的界面示意图；

图10为设备保养信息的界面示意图；

图11为故障申报检修单元的编辑界面示意图；

图12为故障信息和维修信息的界面示意图；

图13为巡检首页单元的界面示意图；

图14为设备巡检单元的界面示意图；

图15为工艺流程单元的界面示意图；

图16为资产管理总单元的界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1、图3所示，本发明的一种乳化炸药生产系统，包括总控子系统、制乳子系统(制备工序)、敏化装药子系统(制备工序)和包装子系统，

所述制乳子系统包括制乳设备和制乳现场终端，所述制乳现场终端用于制乳设备的控制和信息化管理，所述制乳现场终端包括制乳控制模块、制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块、制乳数据采集模块，所述制乳控制模块与制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块和制乳数据采集模块电连接，所述制乳控制模块用于制乳设备制备乳胶基质的闭环控制，所述制乳数据存储模块用于存储乳胶基质各原料的供应要求值和配比曲线，所述制乳驱动调节模块用于调节乳胶基质各原料的供应状态，所述制乳数据采集模块用于采集乳胶基质各原料的实时数据；

所述敏化装药子系统包括敏化装药设备和敏化装药现场终端，所述敏化装药现场终端用于敏化装药设备的控制和信息化管理，所述敏化装药现场终端包括敏化装药控制模块、敏化装药数据存储模块、敏化装药驱动调节模块、敏化装药数据采集模块，所述敏化装药控制模块与敏化装药数据存储模块、敏化装药驱动调节模块和敏化装药数据采集模块电连接，所述乳胶基质和敏化装药子系统的发泡剂混合敏化成乳化炸药，所述敏化装药控制模块用于敏化装药设备敏化和装药的闭环控制，所述敏化装药数据存储模块用于存储乳胶基质和发泡剂的供应要求值和配比曲线，所述敏化装药驱动调节模块用于调节乳胶基质和发泡剂的供应状态，所述敏化装药数据采集模块用于采集乳胶基质和发泡剂实时数据；

所述包装子系统包括包装设备和包装现场终端，所述包装现场终端用于包装设备的控制和信息化管理，所述包装现场终端包括包装控制模块、包装数据存储模块、包装驱动调节模块、包装数据采集模块，所述包装控制模块与包装数据存储模块、包装驱动调节模块和包装数据采集模块电连接，所述包装控制模块用于所述包装设备包装乳化炸药的闭环控制，所述包装数据存储模块用于存储乳化炸药的包装数量，所述包装驱动调节模块用于调节乳化炸药的包装速度，所述包装数据采集模块用于统计乳化炸药的包装数量；

所述总控子系统包括总控控制模块和总控存储模块，所述总控控制模块与制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端通讯连接，所述总控控制模块用于制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统闭环控制，实时监控各子系统运转速度达到产能的动态平衡；

如图4、图5所示，所述制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端上均设有设备管理总单元，用于各设备的信息化管理，所述设备管理总单元包括设备维护模块、设备巡检模块和在线监测模块，所述设备维护模块用于查看和记录及修改维护信息，所述设备巡检模块用于查看和记录及修改巡检信息，所述在线监测模块用于通过各采集模块的数据监控对应设备运行状况和参数；

所述设备维护模块包括设备资料单元和故障分析与排除单元，

所述设备资料单元用于记录显示设备基本信息，所述故障分析与排除单元用于现场人员查询常见故障与解决方法，所述设备基本信息储存于所述总控存储模块，所述常见故障与解决方法的信息储存于所述总控存储模块；

所述设备基本信息包括运行状态、设备结构图、设备实物图和设备视频，所述常见故障与解决方法的信息包括故障现象、故障原因和解决方法，其中运行状态以颜色标识指示，红色表示停机状态，绿色表示运行状态。

所述制乳设备包括依水相供应次序设置的水相储存罐、水相配料罐和水相泵，

依油相供应次序设置的油相储存罐、油相配料罐和油相泵，和用于水相储存罐、油相储存罐加热的热水罐，

依乳化次序设置的粗乳罐、粗乳搅拌器、基质泵，粗乳搅拌器安装于粗乳罐中，进行初乳搅拌；

所述敏化装药设备包括依发泡剂供应次序设置的发泡剂储罐和发泡剂泵，

依静态混合敏化次序设置的料仓、乳胶泵、静态分散器和装药机，所述乳胶泵位于料仓底部，所述料仓、静态分散器和装药机通过管道连通，所述发泡剂储罐与料仓和静态分散器之间的管道连通；

所述包装设备包括依包装次序设置的冷却风干机、自动装箱机。

所述制乳驱动调节模块包括依水相供应次序设置的水相罐控温调节阀、热水罐控温阀、水相放料阀、水相回流阀，本实施例中水相供应包括两个水相储存罐和一个水相配料罐，水相储存罐用于加热储存经过滤加热的热水，水相配料罐用于热水与破碎后的硝酸铵、硝酸钠混合，硝酸铵、硝酸钠破碎后由螺旋输送机输送入水相配料罐，物料通过选择人工的控制，被加入到相应的罐中，边加料边升温边搅拌，过程中温度由水相罐控温调节阀闭环控制，使其达到工艺温度值，水相储存罐内设有用于升温的加热管道，加热管道与热水罐连通，热水罐控温阀用于控制热水罐的加热温度，热水罐供应蒸汽至加热管道进而加热水相储存罐中的水，水相罐控温调节阀用于控制加热管道的蒸汽供应量，以达到调节水相温度的目的，水相加热到适宜的温度后，打开水相放料阀供应水相，若供应的温度和流量不达标，可通过水相回流阀将水相回流至水相配料罐中。

依油相供应次序设置的油相罐控温调节阀、油相放料阀，油相罐控温调节阀用于调节油相罐中油相的加热温度，加热到适宜的温度后，打开油相放料阀供应油相，油相材料由原材料库运入乳化油相材料间，经台秤称量后，切片加入熔化，通蒸汽间接加热，待全部熔化并达到规定的温度后放入油相配料，搅拌使其混合均匀，通过自动控温阀的自动调节，保持温度备用。

依乳化次序设置的粗乳罐放料阀、基质泵放料阀、乳胶仓进料阀、乳胶泵放料阀、出药三通阀；乳化前对工艺管路用热水保温，具备生产条件后，同时开启水相泵，油相泵。水相、油相溶液经过滤器、水相管路、阀、泵及流量计，送入粗乳罐，在粗乳搅拌器由慢即快的作用下，水油相相互渗透，并形成油包水的透亮形态，粗乳完成后再由基质泵泵送至静态乳化器中进行精乳成乳化基质，基质在静态混合器里，充分混合，没有任何机械的作用，没有任何摩擦，从根本上消除了乳胶制造的危险因素，通过基质泵转速的调节，能保持粗乳罐的料位较稳定的高度，以便充分乳化。

所述制乳数据采集模块包括依水相供应次序设置的水相质量流量计、水相液位计、水相罐温度变送器，分别用于监测水相供应的流量、液位和温度。

依油相供应次序设置的油相质量流量计、油相液位计、油相罐温度变送器，分别用于监测油相供应的流量、液位和温度。

依乳化次序设置的粗乳罐料位计、基质泵温度压力变送器、静混后压力变送器及热水罐温度变送器，所述热水罐温度变送器用于采集供应水相和油相加热的热水罐温度，粗乳罐料位计用于监测粗乳罐的料位，基质泵温度压力变送器用于监测基质泵的温度及泵送压力，静混后压力变送器用于监测乳胶基质经静态乳化器后的压力。

乳化过程中，水相油相的流量设定值由水相放料阀、油相放料阀控制给定，水相放料阀、油相放料阀的开启量通过制乳控制模块根据配比曲线控制，通过PID自动跟踪调节，使流量自动稳定控制。

所述制乳驱动调节模块还包括排污阀、基质取样阀。排污阀设于水相管道上，用于水相管道自动清洗；基质取样阀设于粗乳罐和静态乳化器之间的管道上，用于基质取样检测。生产结束后或者在生产不顺畅的时，清洗水相管道，清洗流程如下：进入自动清洗程序：自动关闭水相放料阀和水相泵、自动开启排污阀、延迟时间排污、自动开启水相三通阀(通入水流至水相管道中)、自动关闭排污阀、自动开启水相清洗阀、延迟时间、自动启动水相泵、延迟停止水相泵、自动开启排污阀、延迟关闭排污阀和水相三通阀、自动清洗结束。即将水相管道局部封闭，引入水流进行泵送清洗再由排污阀排出杂质，达到自动清洗的效果。

乳胶基质从静态乳化器出来后进入乳胶泵的料仓，具体通过管道加入料仓中，管道上设有出药三通阀，通过出药三通阀可将制备好的乳胶基质加入混装车或进行其他储存备用。乳胶泵在装药机允许开机的条件下才可以开机，乳胶泵往静态分散器(敏化器)泵送乳胶的过程中，发泡剂泵同时启动，发泡剂的加入量是按照比例自动跟踪乳胶泵泵送的乳胶基质的流量。

乳胶泵的转速是因装药需要而给定和控制的，但当乳胶料仓的料位到达下限时，乳胶将会自动停止转动，以防止空转。同时料位的上限和下限都会引起声光报警器的动作，装药间和乳化间都能得到警示。

所述敏化装药驱动调节模块包括依发泡剂供应和静态混合敏化的发泡剂泵、发泡剂流量调节阀、静混进切换阀、静混出切换阀，发泡剂流量调节阀用于调节发泡剂的供应量，静混进切换阀和静混出切换阀分别设于静态分散器的两端。

所述敏化装药数据采集模块包括乳胶泵压力变送器、混合器出口压力变送器、出口温度变送器和发泡剂量流量计；乳胶泵压力变送器用于监测乳胶泵的泵送压力，混合器出口压力变送器和出口温度变送器用于监测静态分散器出口的压力和温度，发泡剂量流量计用于监测发泡剂量的供应流量。

本实施例中，所述乳胶仓进料阀包括第一乳胶仓进料阀、第二乳胶仓进料阀，所述乳胶泵放料阀包括第一乳胶泵放料阀、第二乳胶泵放料阀，所述乳胶泵压力变送器包括第一乳胶泵压力变送器、第二乳胶泵压力变送器，所述混合器出口压力变送器包括第一混合器出口压力变送器、第二混合器出口压力变送器，所述出口温度变送器包括第一出口温度变送器、第二出口温度变送器，所述发泡剂量流量计包括第一发泡剂量流量计、第二发泡剂量流量计，即通过两套敏化装药子系统进行敏化装药。

敏化后的乳化炸药进一步进入装药机装药。装药过程是，首先检查准备装药机，具备条件后设定好乳胶泵的转速。即可以开启乳胶泵、发泡剂泵进入静态分散器进行敏化。如果装药机中途出现故障，乳胶泵、发泡剂泵、混立即会停止。装药机将乳化炸药包装成柱状，经皮带运输并浸泡冷却，再风干和包装。冷却皮带的转速可根据需要设定。

所述包装驱动调节模块包括冷却风干机的皮带运输装置，所述皮带运输装置用于运送已完成初步包装成柱状并浸泡冷却的乳化炸药，

所述包装数据采集模块包括自动装箱机的柱状物料抓取装置，所述柱状物料抓取装置用于抓取皮带运输装置上的乳化炸药。如图2所示，采用纸箱对柱状乳化炸药进行自动包装，具体包括机器人抓取、装箱、称重、加说明书、封箱、捆扎、转运装车，均自动化完成。

乳化炸药生产系统的启动过程如下：开机，通过总控子系统输入产能值，总控控制模块发送指令至制乳控制模块制备乳胶基质，制乳控制模块读取制乳数据存储模块中制备乳胶基质各原料的配比数据，发出指令至制乳驱动调节模块，制备出乳胶基质；

人工确认乳胶基质质量后，通过总控子系统的总控控制模块发送指令至敏化装药控制模块，敏化装药控制模块读取敏化装药数据存储模块中乳胶基质和发泡剂的配比数据，发出指令至敏化装药驱动调节模块，使乳胶基质与发泡剂混合敏化制备出乳化炸药；经一定延时后总控子系统发送指令至包装控制模块，将乳化炸药包装成柱状并浸泡冷却，包装数据采集模块计量乳化炸药的包装数量存储于包装数据存储模块中，所述包装控制模块将乳化炸药的包装数量反馈至总控控制模块；

制乳数据采集模块实时采集乳胶基质各原料供应状态，反馈至制乳控制模块进行闭环控制；

敏化装药数据采集模块实时采集乳胶基质和发泡剂供应状态，反馈至敏化装药控制模块进行闭环控制；

包装数据采集模块实时统计乳化炸药的生产数量，并发送至总控控制模块，总控控制模块实时监控各单元运转速度，进行闭环控制达到产能的动态平衡，预设产能完成时，依次对制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统延时停机。生产数量具体统计方式可通过计数机器人抓取的数量，乘以单个柱状乳化炸药的重量，得出实时的生产数量，并与初始输入产能值进行比对，产能完成时依次对相应的阀门进行关闭。

所述制乳子系统的闭环控制包括配料联锁、温度液位保护、流量超范围保护、压力超限保护、过载保护、液态硝铵雨淋装置与温度连锁，

所述敏化装药子系统的闭环控制包括配料联锁、温度液位保护、流量超范围保护、压力超限保护、断水保护、过载保护、装药机与敏化连锁，

所述配料联锁包括当工艺温度超出设定值的范围时，系统会停止加料，不启动搅拌，

所述温度液位保护包括自动调节控制温度，实现液位进料和出料的联动保护，

所述流量超范围保护包括系统判断流量与产能关系，超限时能自动调节，

所述压力超限保护包括压力多级检测并自动判断压差，超限或传感出现异常时立即停机，

所述过载保护包括对电机过载停机保护和电流超限报警，

所述液态硝铵雨淋装置与温度连锁包括超温时雨淋系统能自动打开，

所述断水保护包括混合器和装药机在其冷却水断流时，能自动延时停机并报警，

所述乳胶料位与转速的连锁包括料位的平衡和转速的高低进行自动调节，低料位时系统能报警停机，

所述装药机与敏化连锁包括装药机启动，乳胶和发泡剂同时按比例加入。

所述总控控制模块的闭环控制包括：

当包装子系统速度减慢或加快时，控制敏化装药子系统速度减慢或加快，并与包装子系统速度匹配；

当敏化装药子系统速度减慢时，制乳子系统自动降低产能，与敏化装药子系统匹配维持平衡；

当敏化装药子系统速度加快时，制乳子系统自动提高产能，持续供料；

当包装子系统停止时，制乳子系统和敏化装药子系统进入停机程序；

当制乳子系统停止时，敏化装药子系统延时停止；

当敏化装药子系统停止时，包装子系统延时停止；

正常运行时，包装装药乳化以设定的产能自我调控，动态调节、维持平衡。

如图6、图7所示，所述设备基本信息还包括设备编号、设备名称、设备型号、厂家信息、使用时间、运行时间、启用日期、报废日期；录入上述信息利于对设备基本信息信息化管理，可实时掌握设备的使用寿命。

所述设备维护模块还包括备件信息单元和设备参数单元，

所述备件信息单元用于查看设备备件使用信息和更换配件信息，

所述设备参数单元用于查看设备关联的PLC参数，

所述设备备件使用信息、更换配件信息和PLC参数储存于所述总控存储模块，所述设备备件使用信息包括编号、名称、类别、启用时间、到期时间和第一备注，所述更换配件信息包括备件编号、备件名称、型号规格、单位、更换时间、使用寿命、采购编号、第二备注(即图7中的备注栏)，如图8所示，所述PLC参数包括参数名、参数值和单位，便于查看PLC参数的设定值。

所述设备维护模块还包括保养维护单元、保养维护记录单元、故障申报检修单元，有权限的人员可以对保养维护工作进行审核，设备维护审核人员进入审核页面对各设备维护情况审核，主要是对设备巡检的记录做审核和反审核功能，记录的审核人是当前登录用户，所述设备保养信息、保养维护记录、故障现象、维修记录储存于所述总控存储模块。

如图9、图10所示，所述设备保养信息包括设备编号、设备名称、维护类别、检查内容、状态栏(是否正常)、异常信息、解决办法、第三备注。为了保证设备的正常运行和正常使用寿命，生产线应该安排维护人员对设备进行按日、按周、按月、按季、按年等进行保养维护，在左边设备列表中选中要保养维护的设备(此处以乳胶泵2为例)，选择维护类别(此处以每日维护检查清单为例)，可以看到中间列出了要进行的保养维护内容，点击状态栏(是否正常)，选择正常或异常，异常情况下可以填写或选择异常信息和解决办法，系统会记忆填写的异常信息和解决办法。

如图11、图12所示，所述故障申报检修单元用于记录和编辑故障现象、维修记录，即可增加故障信息和记录维修信息，具体故障信息包括设备名称、故障时间、故障现象和提交人员，具体维修信息包括解决办法、维修记录、维修人员和维修时间，填写完成后存储于总控存储模块。

所述设备巡检模块包括巡检首页单元、设备巡检单元、巡检历史记录单元、报警历史查询单元、参数历史查询单元，

如图13所示，所述巡检首页单元用于查看设备运行状态、PLC运行参数、产能的实时状态；

如图14所示，所述设备巡检单元用于在线巡检设备运行参数、记录巡检信息；各现场终端和总控子系统通讯后即可进行在线巡检，选择好车间、设备后点击巡检按钮进入巡检，左边的参数是设备当前的运行参数，中间是要巡检的内容，可以在右边栏目里看到最近的巡检记录，以作巡检参考。如果该项正常，那么就在是否正常栏选择正常，不正常，就选择异常，在异常情况下，你可以手动填写或者选择异常原因和解决办法，对于手动填写的异常原因和解决办法系统会进行记忆，所有项目巡检完了后点击保存按钮。

所述巡检历史记录单元用于查看巡检员的巡检记录；点击审核后，会记录当前登录用户的审核员姓名和当前系统时间，点击后面的分析解决，可以打开上次巡检的详细情况，包括设备参数，技术人员可根据这些设备参数和结果备注信息来填写可能原因和解决办法以供参考。

所述报警历史查询单元用于查询报警记录；也可根据时间段、车间和设备查询相应的报警记录，所述参数历史查询单元用于查询参数历史数据和曲线，参数历史数据包括参数名、时间、参数值和单位。

所述在线监测模块包括工艺流程单元、设备监测单元、故障历史单元；

如图15所示，所述工艺流程单元用于监控设备运行状况和参数；生产线上的各个传感器(数据采集模块)将实时采集的数据传输至工艺流程单元，具体包括压力、温度、流量、料位、电流等，一目了然监控设备运行状况和参数。

所述设备监测单元用于查询设备位置、设备名称、参数名称，及显示设备的参数值、参数名称、相关产能、设备异常状态信息；

所述故障历史单元用于查询设备监测历史参数。

如图16所示，所述制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端上还设有资产管理总单元，所述资产管理总单元包括设备资产模块和备件资产模块，设备资产模块用于包括设备基础信息的增加、修改和删除、设备故障分析与排查、保养维护、巡检模版的增加、修改与删除，备件资产模块用于包括备件基础信息的增加、修改和删除、备件出入库管理、备件库存统计、警戒库存查询和备件库存低于安全警戒库存数量报警等功能，并支持出入库报表打印，设备资产模块编辑后的内容存储于总控存储模块。

所述设备资产模块包括设备清单单元和设备信息库单元，

所述设备清单单元用于录入设备类编号、设备类名称、设备型号、厂家信息，所述设备信息库单元用于设备基础信息、故障分析与排查、保养与维护、设备巡检模版的维护；当生产线有两条线时，需要为第二条生产线添加设备时，如果第二条生产线设备和第一条生产线名称相同，则在设备清单中找到需要添加的设备，进行修改，录入设备编号、设备名称、运行状态地址等信息确定即可。

所述备件资产模块包括备件信息库单元、紧急库存单元、备件入库单元和备件出库单元，备件资产模块经编辑后存储于总控存储模块。

所述备件信息库单元用于备件信息库的增加、修改和删除、备件的出入库管理、警戒库存查询，所述紧急库存单元用于查询备件库存数量低于安全库存的备件清单，所述备件入库单元和备件出库单元分别用于备件的入库和出库，通过不同的单元对备件实现不同管理，有利于掌握备件的仓储及更换使用时间，进一步计算出备件的使用寿命，对生产线上各种备件科学管理，数量不足时及时下单采购，信息化管理更加高效、错误率低。

总控子系统通过各现场终端的在线监测模块对生产线各设备运行数据实时监控，若运行数据正常，现场人员对生产线各设备周期性巡检、保养并记录至设备巡检模块，

若运行数据异常，现场人员接收设备故障信息，设备故障信息可通过设备上的声光报警装置获悉，通过故障分析与排除单元查询常见故障与解决方法，再通过设备维护模块的运行状态、设备结构图、设备实物图和设备视频，直观地认识故障设备结构后，对故障设备进行检修排障。

所述现场人员对生产线各设备周期性保养，根据故障分析与排除单元显示的各故障现象及解决方法采取保养维护措施。

各现场终端配置为权限管理模式，一般分为系统管理员、审核管理员、现场人员(检修人员)和操作人员四种角色，用户可根据实际情况增加、删除或者修改。

系统管理员拥有最大的管理权限，可查看所有信息，增加、修改、删除相关信息、管理员工档案、管理员工登陆账号密码、管理用户角色、为用户分配访问权限和配置系统信息等。

审核管理员可根据系统管理员分配的权限进行相应的操作。默认授予的权限为查看设备清单、查看设备信息、保养维护记录查询与审核、检修记录查询与审核、流程监控、员工档案查询、数据导入导出、个人信息修改、登陆设置、保养维护提醒、巡检首页查看、巡检报表查询、报警历史查询、参数历史查询、生产车间、监控系统和危险检查记录的增加、修改和打印。系统管理员可根据实际情况为审核管理员重新授予权限。

检修人员可根据系统管理员分配的权限进行相应的操作。默认授予的权限为查看设备清单、查看设备信息、保养维护审核记录查询、检修记录增加与查询、流程监控、员工档案查询、数据导入导出、个人信息修改、登陆设置、巡检首页查看、巡检报表查询、报警历史查询、参数历史查询、生产车间、监控系统和危险检查记录的查询与打印。系统管理员可根据实际情况为检修人员重新授予权限。

操作人员可根据系统管理员分配的权限进行相应的操作。默认授予的权限为查看设备清单、查看设备信息、保养维护审核记录查询、检修记录查询、流程监控、员工档案查询、数据导入导出、个人信息修改、登陆设置、保养维护提醒、巡检首页查看、巡检报表查询、报警历史查询、参数历史查询、生产车间、监控系统和危险检查记录的增加、修改与打印。系统管理员可根据实际情况为操作人员重新授予权限。

所述现场人员以其权限对生产线各设备周期性保养完成后，审核人员通过保养维护记录单元对设备巡检的记录进行审核和反审核。对故障设备进行检修排障所需的备件，通过备件信息单元呼叫仓库管理人员，仓库相关人员将备件送至故障设备的生产现场。缩短检修排障时间，同时避免产生出库备件错误的情况。

Claims (10)

1.一种乳化炸药生产系统，其特征在于包括总控子系统、制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统，

所述制乳子系统包括制乳设备和制乳现场终端，所述制乳现场终端用于制乳设备的控制和信息化管理，所述制乳现场终端包括制乳控制模块、制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块、制乳数据采集模块，所述制乳控制模块与制乳数据存储模块、制乳驱动调节模块和制乳数据采集模块电连接，所述制乳控制模块用于制乳设备制备乳胶基质的闭环控制，所述制乳数据存储模块用于存储乳胶基质各原料的供应要求值和配比曲线，所述制乳驱动调节模块用于调节乳胶基质各原料的供应状态，所述制乳数据采集模块用于采集乳胶基质各原料的实时数据；

所述敏化装药子系统包括敏化装药设备和敏化装药现场终端，所述敏化装药现场终端用于敏化装药设备的控制和信息化管理，所述敏化装药现场终端包括敏化装药控制模块、敏化装药数据存储模块、敏化装药驱动调节模块、敏化装药数据采集模块，所述敏化装药控制模块与敏化装药数据存储模块、敏化装药驱动调节模块和敏化装药数据采集模块电连接，所述乳胶基质和敏化装药子系统的发泡剂混合敏化成乳化炸药，所述敏化装药控制模块用于敏化装药设备敏化和装药的闭环控制，所述敏化装药数据存储模块用于存储乳胶基质和发泡剂的供应要求值和配比曲线，所述敏化装药驱动调节模块用于调节乳胶基质和发泡剂的供应状态，所述敏化装药数据采集模块用于采集乳胶基质和发泡剂实时数据；

所述包装子系统包括包装设备和包装现场终端，所述包装现场终端用于包装设备的控制和信息化管理，所述包装现场终端包括包装控制模块、包装数据存储模块、包装驱动调节模块、包装数据采集模块，所述包装控制模块与包装数据存储模块、包装驱动调节模块和包装数据采集模块电连接，所述包装控制模块用于所述包装设备包装乳化炸药的闭环控制，所述包装数据存储模块用于存储乳化炸药的包装数量，所述包装驱动调节模块用于调节乳化炸药的包装速度，所述包装数据采集模块用于统计乳化炸药的包装数量；

所述总控子系统包括总控控制模块和总控存储模块，所述总控控制模块与制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端通讯连接，所述总控控制模块用于制乳子系统、敏化装药子系统和包装子系统闭环控制，实时监控各子系统运转速度达到产能的动态平衡；

所述制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端上均设有设备管理总单元，所述设备管理总单元包括设备维护模块、设备巡检模块和在线监测模块，所述设备维护模块用于查看和记录及修改维护信息，所述设备巡检模块用于查看和记录及修改巡检信息，所述在线监测模块用于通过各采集模块的数据监控对应设备运行状况和参数；

所述设备维护模块包括设备资料单元和故障分析与排除单元，

所述设备资料单元用于记录显示设备基本信息，所述故障分析与排除单元用于现场人员查询常见故障与解决方法，所述设备基本信息储存于所述总控存储模块，所述常见故障与解决方法的信息储存于所述总控存储模块；

所述设备基本信息包括运行状态、设备结构图、设备实物图和设备视频，所述常见故障与解决方法的信息包括故障现象、故障原因和解决方法。

2.根据权利要求1所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：

所述制乳设备包括依水相供应次序设置的水相储存罐、水相配料罐和水相泵，

依油相供应次序设置的油相储存罐、油相配料罐和油相泵，和用于水相储存罐、油相储存罐加热的热水罐，

依乳化次序设置的粗乳罐、粗乳搅拌器、基质泵；

所述敏化装药设备包括依发泡剂供应次序设置的发泡剂储罐和发泡剂泵，

依静态混合敏化次序设置的料仓、乳胶泵、静态分散器和装药机，所述乳胶泵位于料仓底部，所述料仓、静态分散器和装药机通过管道连通，所述发泡剂储罐与料仓和静态分散器之间的管道连通；

所述包装设备包括依包装次序设置的冷却风干机、自动装箱机。

3.根据权利要求2所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：所述制乳驱动调节模块包括依水相供应次序设置的水相罐控温调节阀、热水罐控温阀、水相放料阀、水相回流阀，

依油相供应次序设置的油相罐控温调节阀、油相放料阀，

依乳化次序设置的粗乳罐放料阀、基质泵放料阀、乳胶仓进料阀、乳胶泵放料阀、出药三通阀；

所述制乳数据采集模块包括依水相供应次序设置的水相质量流量计、水相液位计、水相罐温度变送器，

依油相供应次序设置的油相质量流量计、油相液位计、油相罐温度变送器，

依乳化次序设置的粗乳罐料位计、基质泵温度压力变送器、静混后压力变送器及热水罐温度变送器，所述热水罐温度变送器用于采集供应水相和油相加热的热水罐温度。

4.根据权利要求3所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：所述制乳驱动调节模块还包括排污阀、基质取样阀。

5.根据权利要求4所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：所述敏化装药驱动调节模块包括依发泡剂供应和静态混合敏化的发泡剂泵、发泡剂流量调节阀、静混进切换阀、静混出切换阀，

所述敏化装药数据采集模块包括乳胶泵压力变送器、混合器出口压力变送器、出口温度变送器和发泡剂量流量计；

所述包装驱动调节模块包括冷却风干机的皮带运输装置，所述皮带运输装置用于运送已完成初步包装成柱状并浸泡冷却的乳化炸药，

所述包装数据采集模块包括自动装箱机的柱状物料抓取装置，所述柱状物料抓取装置用于抓取皮带运输装置上的乳化炸药。

6.根据权利要求5所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：所述设备基本信息还包括设备编号、设备名称、设备型号、厂家信息、使用时间、运行时间、启用日期、报废日期；

所述设备维护模块还包括备件信息单元和设备参数单元，

所述备件信息单元用于查看设备备件使用信息和更换配件信息，

所述设备参数单元用于查看设备关联的PLC参数，

所述设备备件使用信息、更换配件信息和PLC参数储存于所述总控存储模块，所述设备备件使用信息包括编号、名称、类别、启用时间、到期时间和第一备注，所述更换配件信息包括备件编号、备件名称、型号规格、单位、更换时间、使用寿命、采购编号、第二备注，所述PLC参数包括参数名、参数值和单位。

7.根据权利要求6所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：所述设备维护模块还包括保养维护单元、保养维护记录单元、故障申报检修单元，

所述保养维护单元用于记录和编辑设备保养信息，所述保养维护记录单元用于查看及管理人员审核保养维护记录，所述故障申报检修单元用于记录和编辑故障现象、维修记录，

所述设备保养信息、保养维护记录、故障现象、维修记录储存于所述总控存储模块，

所述设备保养信息包括设备编号、设备名称、维护类别、检查内容、状态栏、异常信息、解决办法、第三备注。

8.根据权利要求7所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：

所述设备巡检模块包括巡检首页单元、设备巡检单元、巡检历史记录单元、报警历史查询单元、参数历史查询单元，

所述巡检首页单元用于查看设备运行状态、PLC运行参数、产能的实时状态；

所述设备巡检单元用于在线巡检设备运行参数、记录巡检信息；

所述巡检历史记录单元用于查看巡检员的巡检记录；

所述报警历史查询单元用于查询报警记录；

所述参数历史查询单元用于查询参数历史数据和曲线。

9.根据权利要求8所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：

所述在线监测模块包括工艺流程单元、设备监测单元、故障历史单元；

所述工艺流程单元用于监控设备运行状况和参数；

所述设备监测单元用于查询设备位置、设备名称、参数名称，及显示设备的参数值、参数名称、相关产能、设备异常状态信息；

所述故障历史单元用于查询设备监测历史参数。

10.根据权利要求9所述的乳化炸药生产系统，其特征在于：

所述制乳现场终端、敏化装药现场终端和包装现场终端上上还设有资产管理总单元，

所述资产管理总单元包括设备资产模块和备件资产模块，

所述设备资产模块包括设备清单单元和设备信息库单元，

所述设备清单单元用于录入设备类编号、设备类名称、设备型号、厂家信息，所述设备信息库单元用于设备基础信息、故障分析与排查、保养与维护、设备巡检模版的维护；

所述备件资产模块包括备件信息库单元、紧急库存单元、备件入库单元和备件出库单元，

所述备件信息库单元用于备件信息库的增加、修改和删除、备件的出入库管理、警戒库存查询，所述紧急库存单元用于查询备件库存数量低于安全库存的备件清单，所述备件入库单元和备件出库单元分别用于备件的入库和出库。

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