新型碳素材料綠色製造關鍵工藝智能控制系統集成與應用檢視原始碼討論檢視歷史

來自 網絡 的圖片

新型碳素材料綠色製造關鍵工藝智能控制系統集成與應用《中國製造2025》對新興產業和傳統產業轉型升級提出了明確要求，國家有色金屬發展規劃（2016-2020）明確支持發展超大型鋁電解智能技術、鋁電解技術升級及低排技術。在國家大力支持行業的發展規劃綱領下，為實現達到環保治理國家的超低排放要求，信發集團實現了國內碳素行業首個智能製造新模式應用，使傳統生產工藝與人工智能相結合，以模塊化、數字化、自動化和智能化為手段，以計算機網絡技術、工業雲技術、大數據分析技術、信息安全技術為依託，搭建成了一套生產管控一體化系統平台。最終打造少人值守、經濟運行、高效管理、本質安全、環境友好的超大型炭素新材料全流程的綠色智能工廠新模式。經過努力，該項目系統產能、產品單重達到了國內國際的領先水平。本文以此項目為例，結合實踐及重要的項目整體管理，闡述項目的智能控制系統的整體實施過程和管理。

關鍵詞：新型碳素材料；智能控制系統

1　引言

在國家大力支持行業的發展規劃綱領下，為實現達到環保治理國家的超低排放要求，該項目使用了杭州和利時的智能控制系統，項目針對碳素行業的工藝特點，通過研究及應用雲計算與容器技術微服務架構技術；通過綜合布線技術，獨立局域網架設，建立統一數據平台；並且基於該平台建立一套適用於碳素行業全流程智能生產調度和控制的智能系統。由於項目占地面積大，系統化、自動化、智能化要求程度高，在項目的設計中以項目實施車間為模塊分為了：煅燒車間控制中心系統、成型車間控制中心系統、焙燒車間控制中心系統、綜合調度控制中心系統。每個中心系統由多個子系統組成，再通過綜合網絡數據傳輸，全部集中到綜合調度中心，形成了一套全自動智能化的智能化工廠系統。下面以各中心控制系統為例引導論述在工程項目建設中的整體管理過程。

2　煅燒工序智能控制系統的集成與應用

煅燒車間控制中心系統包括：煅燒控制中心、原料儲運系統、循環水系統、煅燒熱媒系統、餘熱鍋爐系統、脫硫脫硝系統、排送料控制系統和傾翻車控制系統。具體如圖1所示。

煅燒車間各子系統的控制櫃統一布設在獨立的防塵防電電子設備間。自動控制過程要求全封閉，環境要求高。控制櫃的模擬量輸入（AI）模塊採集現場的溫度、壓力、液位等模擬量數據；模擬量輸出（AO）模塊控制輸出到現場調節閥、壓力傳感、等設備做環路PID控制；數字量輸入（DI）模塊採集現場的泵、電磁閥、氣動閥等開關量信號；數字量輸出（DO）模塊控制輸出到現場的泵、電磁閥、氣動閥等開關設備做啟停控制。

原料儲運系統、循環水系統、煅燒熱媒系統、餘熱鍋爐系統、脫硫脫硝系統子系統通過系統的控制器（DPU）對採集和控制信號做聯鎖設定、自動投入、設備順序啟停、子程序中斷控制等自動化智能化處理。通過和現場設備結合的控制方案，實現原料儲運、鍋爐煅燒、加壓水、循環水利用及污水處理等自動化處理，減少人工巡檢和現場控制，實現流水自動化控制。

排送料控制系統和傾翻車控制系統，由於環境複雜和相對較遠人工巡檢控制等的不方便性，通過和PLC小型離散控制相結合的第三方網絡通訊數據採集模式。對空氣炮252設備、14台PLC；給料機84台PLC，ModbusDP通訊1260點；傾翻車三條線TCP/DP通訊的所有設備組建了光纖通訊方式到和利時智能控制的DPU控制器，通過編程運算對第三方採集的數據處理，統一通過雙網冗餘的煅燒車間控制局域網系統上傳到煅燒車間由2台工程師、4台操作員站、2台歷史站及1台打印站組成的控制中心，在控制中心的和利時組態軟件中，對採集上傳的數據做了信息集成處理，方便操作人員實時查看數據、調度歷史數據歷史曲線、報警信息查詢、操作記錄查詢、分析人工績效的日報表、月報表、年報表等各功能。實現了對煅燒車間的全程自動化監控，對煅燒系統的各個流水作業自動化監控和數據分析，提高了操作調動人員的工作效率。