0 引言

随着科技的快速发展，传统行业正逐步向智能化、数字化转型。制盐行业作为其中的一员，也在积极寻求技术革新以应对市场和环境的双重压力。滩内制卤作为制盐生产的关键环节，其效率和质量直接影响到整个产业链的效益。远程控制与数字孪生技术的应用，为滩内制卤带来了前所未有的变革。

1 课题的提出

随着互联网、大数据、云计算、人工智能等技术加速发展，传统产业与数字技术的融合也越来越紧密。目前，我公司面临着一线人员平均年龄较高、人员短缺、人工成本逐年增加、职工对改善作业环境和降低劳动负荷的需求越来越高等多重压力，必须激发内生动力，抓住数字经济蓬勃发展带来的机遇，依靠科技进步解决制约行业发展的瓶颈问题。本文结合海晶集团第一分公司实际，全面分析滩内制卤作业中存在的问题，从盐田设施改造、智能化提升、数字孪生技术应用等方面提出改进措施。

2 滩内制卤现状

滩内制卤是利用滩外赶制的中度卤水经过闸门卡步、水轮调度等方式，利用滩内蒸发面积进一步浓缩形成饱和卤水的过程。制卤作业时制卤工需经常到蒸发池周围观察卤水深度，测量卤水浓度，根据测得的数据进行卤水调度，对制卤工技术能力要求较高。制卤工大部分时间都用于滩下行走、测度、提闸、调水，劳动强度大，特别是雨雪大风等恶劣天气，滩下道路行走不便，制卤工提闸所需时间更长，不安全因素也随之增加。

此外，现阶段滩内制卤使用节制闸多为木质结构，人工操作，机械化程度不高，还未满足“机械化换人，自动化减人”的要求。

3滩内制卤远程控制与数字孪生技术优点

3.1滩内制卤远程控制技术的实施

滩内制卤远程控制技术的实施，首先需要对现有的盐田设施进行数字化改造。通过安装传感器、摄像头等设备，实时监测盐田的温度、湿度、盐度等关键参数，并将这些数据传输至中央控制室。利用物联网技术，实现对盐田设备的远程监控和控制，从而提高生产过程的自动化水平。

在远程控制技术的实施过程中，需要特别关注以下几个方面：

3.1.1 设备选型与布局

在盐田环境中，选择适合的传感器和控制设备至关重要。必须考虑到盐雾、湿度和其他恶劣因素对设备的影响，确保所选设备能够承受这些环境条件^[1]。此外，合理布局设备也是确保数据采集准确性和设备运行稳定性的关键。通过科学的规划和设计，可以最大限度地减少设备之间的干扰，提高数据采集的效率和准确性。

3.1.2 数据通信与处理

为了确保数据的实时传输和高效处理，必须建立一个稳定可靠的数据通信网络。这包括选择合适的通信技术、布线方案以及确保网络设备的高性能和高可靠性。数据传输过程中，应采用加密和认证机制，以防止数据在传输过程中被截获或篡改。在控制中心，采用先进的数据处理技术对采集到的数据进行实时分析和处理，提取有价值的信息，为决策提供有力支持。这包括数据清洗、数据融合、模式识别和预测分析等技术的应用。

3.1.3 安全与维护

远程控制系统在盐田环境中运行时，必须具备强大的安全性能，以防止数据泄露和设备被恶意控制。这包括采用防火墙、入侵检测系统和安全协议等多层次的安全措施^[2]。同时，建立完善的维护体系也是确保系统长期稳定运行的关键。定期对设备进行检查、维护和升级，及时发现和解决潜在问题，确保系统的可靠性和稳定性。此外，制定应急预案，以便在设备出现故障时能够迅速响应和恢复系统运行。

3.1.4操作人员培训与管理

为了确保滩内制卤远程控制技术的顺利实施和高效运行，对操作人员进行专业培训和管理是不可或缺的环节。首先，需要对操作人员进行系统的理论知识培训，让他们了解远程控制技术的基本原理、操作流程以及应急处理措施。此外，通过模拟操作和现场实操相结合的方式，提高操作人员的实际操作能力和问题解决能力。

在日常管理方面，建立一套完善的管理制度是至关重要的。这包括制定操作规范、维护流程、安全规程等，确保操作人员在执行任务时有明确的指导和依据。同时，建立激励机制，鼓励操作人员积极参与技术创新和改进，提高工作效率和质量^[3]。

3.2 数字孪生技术优点

数字孪生技术通过构建盐田的虚拟模型，实现对实际生产过程的模拟和优化。在滩内制卤中，数字孪生技术应用的优点主要包括以下几个方面：

3.2.1 发现潜在问题

通过运用数字孪生技术，我们能够创建一个盐田的虚拟模型，这个模型能够精确地模拟实际生产过程中的各种情况。借助于虚拟仿真技术，我们可以在生产之前就发现潜在的问题和风险，从而提前进行优化和调整。这种预先的模拟和分析，有助于我们制定出更加高效的生产方案，显著提高生产效率，确保生产过程的顺利进行。

3.2.2 优化工艺过程

在盐田的实际生产过程中，我们通过实时监测和收集生产数据，将这些数据与虚拟模型进行对比分析。通过这种对比，我们可以准确地识别出生产过程中的不足之处，从而制定出针对性的优化措施。这些优化措施能够帮助我们进一步提高生产效率，减少资源浪费，确保生产过程更加顺畅和高效。

3.2.3 高效设备维护

利用数字孪生技术，我们能够对盐田中的各种设备进行实时监控和状态分析。通过对设备运行数据的持续监测，我们可以预测设备可能出现的故障和问题，从而提前进行维护和修理工作。这种预测性维护策略能够有效减少设备的停机时间，避免生产中断，从而提高整体的生产效率，确保盐田生产的稳定性和可靠性。

3.2.4 智能调度与决策

数字孪生技术在滩内制卤中的应用还包括智能调度与决策支持。通过虚拟模型与实际生产数据的实时交互，我们可以实现对盐田作业流程的智能调度。例如，根据卤水浓度、温度、湿度等关键参数的变化，系统可以自动调整水轮调度、提闸操作等，以达到最优的卤水浓缩效果。同时，数字孪生模型能够提供决策支持，帮助管理人员根据模拟结果和历史数据，制定出更加科学合理的生产计划和调度策略。

3.2.5指标监测与管理

数字孪生技术还可以用于监测盐田环境中的各项指标，如温度、湿度、盐度等。通过实时数据的分析，评估环境变化对制卤过程的影响，及时调整生产策略，确保生产过程的稳定性和可持续性。

4 实践案例分析

4.1存在的问题

相对于滩外制卤而言，滩内制卤工艺复杂，步骤较多，灵活多变，蒸发池面积小，闸门分布集中、数量多、规格小、型号不统一，在前期调研的基础上，主要梳理出以下几个问题：

4.1.1 盐田设施方面

（1）节制闸维修不便。滩内制卤区域现大部分使用木质节制闸，启闭不便，规格型号不统一，随着木工技术人员退休，闸门损坏后维修、更换不及时，有时存在掏闸底、水位过高闸芯变形、推闸漏卤等现象，给制盐生产造成较大损失。

（2）混凝土水道腐蚀严重。水轮房周边闸门分布集中，利用水轮、混凝土水道、木节制闸来调度卤水，混凝土水道年久失修，出现漏卤现象，维修成本高，养护周期长，对生产影响大。

（3）水轮使用成本较高。滩内制卤现使用φ550水轮用于卤水调度，上水量小，设备功率大，耗电量高，铸铁材质，损坏后配件不易采购，维修成本高，制约企业高质量发展。

4.1.2制卤工艺控制方面

（1）技术人员短缺。滩内制卤技术人员退休，新制卤工补充不到位，技术学习时间长，给原盐生产带来巨大挑战。

（2）制卤过程控制不准。滩内制卤作业依靠人工观察卤水深度、测量卤水浓度，凭借技术经验赶制饱和卤水，无法通过具体数据来指导生产，工艺把控不精准，且制卤技术的娴熟程度、制卤人员的责任意识等直接影响制卤效果。

（3）异变天气应对不及时。遇有异变天气进行保卤作业时，需制卤工到滩下逐个池子提闸放水，保卤过程时间长，操作不方便，若保卤不及时，赶制的高浓度卤水会被稀释，影响原盐产量。

4.2改进措施

4.2.1 盐田设施材质提升

（1）新型玻璃钢节制闸应用。经过前期调研和试验，在滩内制卤区域使用拦水高度分别为1.2米、1.6米、1.8米DN600的新型玻璃钢节制闸即可替代原有木质节制闸，解决木节制闸使用过程中遇到的各种问题。玻璃钢节制闸耐腐蚀、安装、操作、维护简便，密封严密，实用性强，安装过程对生产影响周期短，特别适用于盐田环境。此外，闸门启闭驱动力小，仅靠DC24V手电一体执行器即可控制闸门启闭，该执行器由涡轮蜗杆传动，闸门启闭不受水流影响，可输出开度信号，根据实际需求决定闸门开启角度。

（2）玻璃钢水槽、管道应用。水轮房附近使用的混凝土水道腐蚀损坏后，可用带有方蝶闸的玻璃钢水槽代替，直接将蝶闸水槽铺设在混凝土管道内使用，安装简单，价格低廉，对生产影响小。也可用带有管道闸的DN600玻璃钢管代替破损的混凝土水道，管道下方利用原有木闸闸框作为支撑，按一定坡度安装，使卤池中管道出水口高于池中最高液位，配合潜卤电泵（出水口为DN250玻璃钢管）使用时，可提高卤水灌池效率。

（3）潜卤电泵应用。经前期调研，可用7.5Kw潜卤电泵代替11Kwφ550水轮进行卤水调度，安装过流保护、缺水保护等功能，确保设备运行安全。潜卤电泵应用后，既节省了电费、维修费，又提高了上水量，缩短了保卤、赶卤时间。

4.2.2 工艺参数采集、传输

新型玻璃钢节制闸在滩内应用后，可由以前手动提闸模式改进为电动启闭模式，通过电动执行器反馈的闸门开度信号，可自主控制走水量。在闸门出水口位置安装液位计、密度计后，可实时测量卤水参数，精准把控制卤工艺过程。信号采集后，通过局域网或物联网卡传输至班组、工区、管理部室，根据制卤工艺要求和反馈的参数信息，设定闸门启闭顺序、潜卤电泵开闭时间等参数，实现滩内制卤自动化。彻底解决了原盐一线制卤工少、劳动强度大、制卤过程不可控、数据不便保留和分析等问题，为精细化生产指明了方向。

4.2.3 数字孪生技术的应用

滩内制卤区域相对于滩外而言面积较小，通过卫星地图模式不能显示闸门、潜卤电泵具体位置；工艺流程图模式可以显示闸门、潜卤电泵具体位置，但需根据每个班组的具体情况单独绘制流程图，工作量大，且工艺流程图模式不直观形象，职工操作起来需有一定的适应时间。

数字孪生技术是将物联网设备获取到的数据和3D空间渲染相结合，不仅可以直观的观察滩内各个蒸发池中液位深度、卤水浓度信息， 而且可以通过大屏管理中的开关对物联网设备进行直接控制，将盐田内的所有设备设施搬到室内操作，实现一站式的智慧化管理。

数字孪生技术可结合无人机扫描建模方式快速建立滩内制卤模型，操作过程简单，反馈信息真实，可将滩区内设备设施的运行状态、水流方向等动作通过大屏显示出来，彻底改变了以前“运动式制卤”作业模式。在班组合适位置安装视频监控后，将闸门启闭、潜卤电泵运行画面实时传送至大屏端，使制卤作业更加直观形象，提高滩内制卤作业的智能化程度。

此外，通过大数据分析技术，可将传感器采集的液位深度、卤水浓度、存卤量等信息进行分析，使滩内制卤过程更加精细化，便于对原盐产量进行预判，利于管理层作出更好的决策。

5 结束语

数字孪生技术在滩内制卤作业中得到应用后，可以真实反映盐田设备设施的运行状态，提高制卤作业效率，降低制卤工劳动负荷，改善作业条件，由经验化制卤向数字化制卤方向迈进，为实现塑苫、活碴、收盐作业自动化，建设智慧盐田奠定坚实基础。未来，随着技术的不断发展和完善，滩内制卤远程控制与数字孪生技术将在制盐行业中发挥更加重要的作用，推动整个行业向更高水平发展。

参考文献：

[1] 杜洪武.浅析计算机远程控制系统在化学工业中的应用[J].天津化工，2023（4）：88-90.

[2] 杜仲栋.远程控制和物联网技术在工业自动化控制中的应用[J].中国设备工程，2023（12）：190-192.

[3] 潘勇鑫.基于工业互联网的数字孪生生产线应用[J].内燃机与配件，2023（14）：91-93.