有色金属行业硫酸智能转运系统技术规范标准

ICS77.120.01ICS77.120.01CCSH60T/CNIAT/CNIA中国有色金属工业协会标准中国有色金属工业协会标准T/CNIAXXXX-20T/CNIAXXXX-202X有色金属行业有色金属行业硫酸智能转运系统技术规范Technicalspecificationofintelligentsulfuricacidtransfersystemfornon-ferrousmetalindustry（预审稿）202X202X-xx-xx实施202X-xx-xx发布发布发布中国有色金中国有色金属工业协会中国有色金属学会发布 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）提出并归口。本文件起草单位：本文件主要起草人：目次TOC\o"1-2"\h\u1范围 42规范性引用文件 43术语和定义 43.1可编程逻辑控制器 43.2分散控制系统 43.3现场总线 43.4汽车装车自动控制系统 53.5自动计量系统 53.6浓硫酸仓储系统 53.7门禁系统 53.8智能鹤管 53.9操作站 53.10控制站 54缩列语 55总则 55.1总体框架 55.2技术架构 65.3应用架构 66基本流程 77一般要求 88详细要求 88.1预约装酸 88.2验证信息 88.3等待装酸 88.4车辆进入装酸位指定区域 88.5开始装酸 98.6装酸结束 98.7装酸站设备设施要求 9参考文献 119其他 11本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的机构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由工业和信息化部节能与综合利用司、中国有色金属工业协会提出。本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本文件负责起草单位：江西铜业股份有限公司、铜陵有色金属集团控股有限公司、云南铜业股份有限公司、大冶有色金属集团控股有限公司、紫金矿业集团股份有限公司。本文件主要起草人：刘亮、苏峰、杜小慧、汪永、刘大富、贾春江、屈勇、胡庆保、万福兴、熊建鑫、江燊。有色金属行业硫酸智能转运系统技术规范1范围本文件规定了硫酸智能转运控制系统（以下简称“系统”）的基本要求。本文件适用于硫酸智能转运控制系统的设计。硫酸智能转运范围包括，汽车从门禁车号识别开始，在经过成品酸库停车区域、身份识别区域、AI视频确认区域、自动装酸区域以及过磅称重等，直至汽车出厂前的车辆识别的整个厂内活动区域。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB4943信息技术设备的安全GB15603危险化学品储存通则GB16655机械安全集成制造系统基本要求GB50052供配电系统设备规范GB50054低压配电设计规范GB50093自动化仪表工程施工及验收规范GB50252工业安装工程施工质量验收统一标准GB50341硫酸库（储罐）设计规范GB50880冶炼烟气制酸工艺设计规范GB/T534工业硫酸（检测规则、包装、标志、运输、贮存和安全要求）GB/T9361计算机站场地安全要求GB/T26335工业企业信息化集成系统规范GB/T29524冶炼烟气制酸安全生产规范HG/T20275化工设备工程施工及验收规范HG/T20288化工仪表工程施工技术规范HG/T20507化工行业新建、扩建和改造项目中的自动化仪表选型设计规范HG/T20668化工工厂初步设计文件内容深度规定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件3.1可编程逻辑控制器programmablelogicalcontroller（PLC）基于微处理器技术的通用工业自动控制设备，可实现程序控制和闭环控制等功能，在工业环境下控制开关量和模拟量，采用模块化结构，语句表、梯形图等多种方式编程。3.2分散控制系统distributedcontrolsystem（DCS）以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。3.3现场总线fieldbus现场检测仪表信号采用Rs485，HART，FF，Proflbus等总线信号上传的数据通信方式。3.4汽车装车自动控制系统automaticcontrolsystemforautomobileloading装酸汽车灌装时能够实现灌装过程自动过程控制及安全保护的系统。3.5自动计量系统automaticallymeasuringsystem成品酸库储罐通过液位、温度、密度检测并能自动计算出储内酸品质量的系统。3.6浓硫酸仓储系统concentratedsulfuricacidstoragesystem用于存储浓硫酸的设施，包括储罐、管道、液位监测及温度控制装置等，具备防泄漏、防腐蚀及远程监控功能，确保浓硫酸的安全储存与调度。3.7门禁系统accesscontrolsystem对进出酸库装车场的车辆能自动地进行身份识别、业务验证、信息提示的系统。3.8智能鹤管automaticloadingarm具备自动定位、密封对接及残酸吹扫功能的管道系统，用于安全、高效地完成硫酸灌装操作。3.9操作站operatorstation操作人员能够实现生产过程动态监控及命令下发的计算机。3.10控制站controlstation包括PLC在内并能对现场仪表、执行设备进行数据采集及逻辑控制的控制柜。4符号和缩略语下列缩略语适用于本文件：PLC：可编程逻辑控制器programmablelogicalcontrollerDCS：分散控制系统distributedcontrolsystemAI：人工智能（ArtificialIntelligence）SCADA：数据采集与监控系统（SupervisoryControlandDataAcquisition）PAAS:平台即服务（PlatformasaService）UPS:不间断电源(UninterruptiblePowerSupply)PVC:聚氯乙烯（Polyvinylchloride)5总则5.1总体框架结合我国有色金属冶炼多元素资源共生、原料品质波动大、冶炼工艺复杂等特点，有色金属冶炼企业应在已有自动化、信息化建设基础上，基于工业互联网平台的“云、边、端”三层架构，其中“端”层负责数据采集与控制，“边”层实现区域数据聚合与实时决策，“云”层完成全局数据建模与协同优化，三者通过标准化接口实现互联互通。建立“平台协同运营、工厂智能生产”两个层面的业务管理控制系统，构建数字化管理与智能化运行的统一架构体系，实现设备智能控制、工艺流程优化、生产调度、动态排产、能源平衡等制造资源要素的数字化汇聚、网络化共享和平台化协同，达到精确建模、实时优化决策的有色金属智能冶炼生产工厂。系统建设应分阶段推进，优先完成设备层智能化改造，逐步部署边缘计算节点，最终实现云端全局优化。总体框架如图所示，图1中，设备感知层（端）通过工业网络将数据上传至边缘计算层（边），边缘层完成本地决策后，将关键数据同步至云端协同平台（云），云端通过算法模型下发优化指令至边缘层和设备层，形成闭环控制。图1硫酸智能转运系统总体框架图5.2技术架构5.2.1端：在酸库储罐、输送管道等关键节点部署物联网传感器（如液位计、温度传感器）和PLC控制器，实现生产设备的全面感知与精准控制，支持数据实时上传至边缘层。5.2.2边：基于工业网关和边缘计算节点，整合生产设备、环境监测等多元数据，利用时序数据库（如InfluxDB）与流式计算引擎（如ApacheFlink）实现数据清洗、存储与实时分析。5.2.3云：通过工业PaaS平台提供微服务组件（如工艺优化算法库、设备健康管理模型）、大数据分析工具（如数据挖掘、机器学习）及低代码开发环境，支持企业快速构建智能应用。边缘层与云端数据传输需采用TLS/SSL加密协议，关键控制指令需通过双向认证机制校验。5.3应用架构5.3.1智能控制硫酸智能转运系统应用企业应建立成品酸库汽车转运自动控制系统智能化装酸模式，通过实时数据采集、数据处理运算、动态监视等方面的综合应用，对工艺流程优化、设备与产品质量的智能监控、反馈和维护。采用OPCUA协议（适用于复杂工业环境的数据安全传输）或Modbus协议（适用于基础设备通信），实现设备数据标准化接入。通过SCADA系统实时采集酸库液位、温度、流量等关键参数，并利用边缘计算节点进行异常检测与预警。5.3.2智能管理硫酸智能转运系统应用企业应聚焦汽车装酸智能转运工作的管理层面，通过对实时生产数据的报表功能、历史数据存储功能、储存和归档，实现生产过程优化；通过对用户权限管理、网络通信安全、设备自诊断、系统组态配置等功能的集成分析，实现管理决策优化。5.3.3智能决策硫酸智能转运系统应用企业应聚焦供应链层面，通过深入分析供需信息、制造资源等数据，基于供应链数字孪生技术，结合市场需求预测与产能数据，动态调整生产计划与物流调度，在系统稳定运行条件下，目标实现库存周转率提升10%以上（参考行业基准）。同时，企业应注重数据价值的挖掘，通过对生产过程数据和冶炼过程运营数据的分析、挖掘，不断探索和创新应用。本文件部分内容参照GB/T39172《工业互联网平台应用实施指南》及HG/T20507《自动化仪表选型设计规范》，同时参考GB/T38634.1《工业自动化系统与集成智能制造服务平台参考架构》。6基本流程有色金属行业硫酸智能转运技术的基本流程包括：预约装酸、信息验证、等待装酸、车辆进入装酸位指定区域、开始装酸、装酸结束，其流程图如图2所示。图2硫酸智能转运基本流程图7一般要求有色金属行业硫酸智能转运技术应符合以下要求：应针对装酸车辆应制定管理方案，确保装酸过程有序进行；装酸过程实现自动化，应确保装酸过程中相关人员与浓硫酸零接触；装酸装置应增设防溢流功能，严防浓硫酸装满外溢；装酸站进出口应增设门禁系统，禁止无权限车辆入内；装酸场地应具有职业病危害防护措施，在装酸区域配置洗眼器、喷淋器、个人防护用品，在主要装置区设置相应的有毒物品作业岗位职业病危害告知卡或告知牌，在控制室应配备急救箱。个体防护用品按《个体防护装备选用规范》（GB/T11651-2008)进行配备、更换及报废；装酸场地地面及收集池应具备防渗结构，采用单人工复合防渗层，参照GBT50934-2013场地地面及水池防渗要求；装酸场地内应建设有地上式室外消火栓并配备MF/ABC4手提式磷酸铵盐干粉灭火器，消火栓间隔距离小于120m，灭火器数量应大于20具。装酸区域应使用防爆电气设备，符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）；装酸站内应配置气体检测报警仪，实时监测酸雾浓度，报警阈值设定为30mg/m³；8详细要求8.1预约装酸在进行有色金属行业硫酸智能转运之前，应制定线上预约装酸方案。具体内容包括：须开发APP或小程序，驾乘人员通过线上预约装酸，输入装酸信息(车牌号、预约装酸时间、客户代码、提货单号、酸罐容量、装酸量等）。小程序或APP应对数据进行加密保护，防止车辆信息泄露；8.2验证信息在装酸车辆入厂之前，在门禁系统验证车辆信息，车辆在预约时间范围内入厂装酸，信息验证不通过，车辆无法进入。门禁系统应与供应链系统对接，获取进厂酸罐车相关信息；门禁系统应采用车牌识别或电子标签识别技术，识别成功率大于99%；门禁系统应具备车辆进出时间、次数的统计分析能力，便于装酸场地内的车辆管理。8.3等待装酸汽车进入装酸站后，先在内部停车场等待，排队叫号系统自动为等待车辆分配空闲装酸位。8.3.1内部停车场建设要求装酸站内部停车场建设要求如下：装酸站内部停车场停车位数量须大于装酸站的装酸位数量，以保证装酸过程衔接顺畅，停车位长度须大于15米，宽度须大于3米；停车位与装酸位须安装车辆检测装置，以便系统识别车位内有无车辆；内部停车场应增设显示装置，展示停车位与装酸位信息，显示屏尺寸推荐P8-P10,防水等级推荐IP65以上；内部停车场距装酸位距离宜大于25米，方便车辆从停车位驶入对应装酸位。8.3.2车辆管理要求装酸站内车辆管理要求：车辆进入装酸站，须根据显示屏信息或语音信息提示，先将车辆驶入对应停车位；车辆在停车位等待，须在听到语音信息或看到屏幕信息后，才能将车辆驶入对应装酸位；车辆在停车位等待期间，驾乘人员须穿戴好防护装备，将酸罐口打开准备装酸。8.4车辆进入装酸位指定区域系统分配好装酸位后，驾乘人员根据信息提示将车辆从临时停车场驶入装酸位，准备装酸。8.4.1装酸位建设要求装酸位建设要求如下：装酸平台的装酸位数量应满足年装酸需求，计算公式为：装酸位数量≥年装酸量（万吨）/18；装酸位应配置双液位保护装置（雷达物位计+电极液位开关），实现冗余控制；装酸位应安装视觉识别与激光定位系统，自动识别汽车酸罐口位置，识别正确率需大于99.9%，精度达1mm以上；装酸位须划定视觉识别范围，并在装酸位前增设显示屏显示相关信息，以便司机停车准确；装酸装置流量计精度须不低于0.2%，重复性误差须不低于±0.06%；装酸装置阀门应包含手动阀门以及自动阀门，阀门最大承受压力应大于1.0MPa，确保浓酸无泄漏；装酸位须增设语音播报系统，提示驾乘人员进行相关操作。8.4.2车辆管理要求车辆进入装酸位准备装酸的过程要求如下：装酸位入口须设门禁系统，待车辆验证信息后方可进入装酸位，以确保有序装酸；司机须根据显示屏画面，将车辆停在合适位置，确保酸罐口在视觉识别范围内。8.5开始装酸驾乘人员将车辆准确停好后，车辆熄火，驾乘人员到装酸操作台进行相关装酸操作。8.5.1装酸操作要求车辆开始进行装酸操作，具体操作要求如下：驾乘人员应在装酸操作台刷身份证核对信息，输入装酸量，确认无误后点击“开始装酸”，系统开始装酸操作；装酸系统自动识别区域内的装酸口，装酸鹤管须具备自动对位功能，自动将鹤管伸入到酸罐口内，才可自动开启阀门，开始装酸；装酸区域应增设监控，实时监测人员活动轨迹，人员进入装酸区域，警报提示离场，并自动中断装酸过程；装酸结束，鹤管须自动收回。8.5.2车辆管理要求车辆进入装酸位后具体要求如下：车辆开始装酸前应熄火停车，装酸结束前车辆禁止启动；在装酸过程中，驾乘人员须在平台监视装酸过程，如有异常，及时按下紧急停止暂停装酸。车辆应在装酸过程结束、鹤管收回后，听到语音提示方可驶入封装车位；装酸开始后，应禁止驾乘人员下车查看。8.6装酸结束装酸结束后，装酸位语音提示驾乘人员装酸操作结束，随后驾乘人员将车辆驶入封装车位进行封装操作，具体要求如下：驾乘人员应在装酸结束语音提示后才可以启动车辆；驾乘人员在装酸结束后将车辆驶入封装车位，行驶速度应小于5km/h；驾乘人员在封装车位将酸罐口封装，应在确认封装牢固后才可以将车辆驶离。车辆封装结束后须及时驶离装酸站，避免装酸站内交通拥堵；装酸站出口门禁应自动获取车辆信息与装酸信息，并将装酸信息以及驾乘人员相关违章信息上传至供应链系统。车辆装酸的后台信息储存时长应大于6个月；8.7装酸站设备设施要求自动化装酸站基础设备设施应满足以下要求：8.7.1监控与通信：装酸站出入口门禁系统应具备与供应链系统接口，通过网络将信息统一管理；装酸区域周围须增设入侵报警系统，监测装酸区域内有人员活动时发出声光警报并发出紧急中止装酸指令；装酸区域须增设人员行为监控系统，能够识别判定区域内人员劳保用品是否穿戴规范以及行为是否违规。装酸站内须增设信息发布系统，包含显示装置、广播装置等，具备广播、对讲以及信息实时更新等功能；8.7.2废气洗涤系统：装酸场地内应设有废气风机，在鹤管末端设计管道与废气风机相连，具备抽吸酸罐内含酸雾空气功能，废气风机宜使用耐腐蚀风机，设计气量宜大于5000m3/h，全压宜大于5kPa。装酸场地内须设有废气洗涤塔，洗涤废气风机抽吸的含酸雾空气，控制外排空气酸雾浓度小于45mg/m3。废气洗涤系统最大烟气处理量应大于4000Nm3/h,酸雾脱除率应高于99%。8.7.3供配电：装酸站供配电系统须配备UPS不间断电源，功率不低于6KW，备用时间大于≥0.5小时，且支持无缝切换。变压器的容量应满足相对应工序全部低压设备用电容量，要同时为后继工程预留容量。8.7.4消防环保设施：装酸站内应增设消防系统，具备火灾监测、自动及手动火灾报警、联动断电等功能，装酸站区域内应增设足够的灭火装置，装酸区域内应增设洗眼器等应急设施；装酸站内地面应设置防渗区，装酸区域重点防渗区须设置渗透系数小于1.0×10-10cm/s；装酸场地内应建设有排酸地下槽并在装酸区域内建设地沟通往排酸地下槽，应对突发故障，可将浓硫酸引流至排酸地下槽内，通过地下槽泵将槽内浓酸抽离处置。地下槽容积须大于30m3，浓酸泵流量须大于30m3/h；装酸场地应建设地坑，地坑可收集废水、场地冲洗水、雨水和生活污水，利用地坑泵抽离处置，地坑容积大于15m3，地坑泵流量大于15m3/h；装酸场地内地坑应具备PH检测装置，防止含酸废水误排；装酸站区域应增设照明系统，装酸区域标准值宜大于150Lx，配电室及控制室须增设事故照明，参照《建筑照明设计标准》GB/T50034-2024；8.7.5仪器仪表：现场仪表选型应充分考虑环境特征。选用性能优良、工作可靠、操作方便的定型产品；由于介质为浓硫酸，实际生产过程中须考虑酸雾的产生，因此对其液面的连续测量，选用雷达物位计。对于装酸过程中的防溢流液位测量，选用电极液位开关；须对装酸流量进行高精度的测量，因此采用高精度的流量计，误差须小于0.2%；装酸控制阀须采用两种不同动力装置，宜选用电动阀与气动阀，气动阀选择须为气开阀,且动作柔和无冲击。8.7.6建筑设施：装酸站内建筑物安全等级宜为二级，耐火等级宜为二级，屋面防水等级宜为Ⅱ级；装酸场地包括装酸平台和两侧棚钢，装酸平台宜采用钢筋混凝土框架结构，基础宜采用独立基础，两侧棚钢上部宜采用钢结构，基础宜采用独立基础；装酸区域顶棚宜采用轻质防腐蚀材料，如（聚酯纤维板），避免酸雾聚集；装酸区域建筑宜安装强制排风系统（顶部排风+侧向进风）。建筑混凝土强度等级要求：现浇混凝土应不小于C30,垫层应不小于C15；主体结构钢材宜采用Q355级，辅助构件钢材宜采用Q235级；8.7.7装酸鹤管：装酸鹤管应具备多自由度，全硬管连接，能够自动定位到酸罐口，定位误差须小于20mm，定位时间不大于60秒，装酸口须增设自动接液斗或自动吹扫装置，防止鹤管残余浓酸外泄；装酸管道及阀门最大公称压力宜大于1.0MPa；每个装酸位应配备PLC控制系统机柜，具备触摸屏以及刷卡装置，显示装酸操作画面，并具备报表功能以及历史数据存储功能；鹤管应具备快速脱开功能，出现故障时，解除单个连接点既可完全作为手动鹤管使用；鹤管应设置罐口密封装置，与罐区酸雾回收系统负压管道连接；鹤管应设置残酸吹扫系统，装酸完成后使用压缩空气或氮气进行管道残酸吹扫；鹤管应设置旋转接头检漏孔，密封元件损坏时硫酸不会流入滚道腐蚀钢珠；鹤管各轴应配