新型碳素材料绿色制造关键工艺智能控制系统集成与应用查看源代码讨论查看历史

来自 网络 的图片

新型碳素材料绿色制造关键工艺智能控制系统集成与应用《中国制造2025》对新兴产业和传统产业转型升级提出了明确要求，国家有色金属发展规划（2016-2020）明确支持发展超大型铝电解智能技术、铝电解技术升级及低排技术。在国家大力支持行业的发展规划纲领下，为实现达到环保治理国家的超低排放要求，信发集团实现了国内碳素行业首个智能制造新模式应用，使传统生产工艺与人工智能相结合，以模块化、数字化、自动化和智能化为手段，以计算机网络技术、工业云技术、大数据分析技术、信息安全技术为依托，搭建成了一套生产管控一体化系统平台。最终打造少人值守、经济运行、高效管理、本质安全、环境友好的超大型炭素新材料全流程的绿色智能工厂新模式。经过努力，该项目系统产能、产品单重达到了国内国际的领先水平。本文以此项目为例，结合实践及重要的项目整体管理，阐述项目的智能控制系统的整体实施过程和管理。

关键词：新型碳素材料；智能控制系统

1　引言

在国家大力支持行业的发展规划纲领下，为实现达到环保治理国家的超低排放要求，该项目使用了杭州和利时的智能控制系统，项目针对碳素行业的工艺特点，通过研究及应用云计算与容器技术微服务架构技术；通过综合布线技术，独立局域网架设，建立统一数据平台；并且基于该平台建立一套适用于碳素行业全流程智能生产调度和控制的智能系统。由于项目占地面积大，系统化、自动化、智能化要求程度高，在项目的设计中以项目实施车间为模块分为了：煅烧车间控制中心系统、成型车间控制中心系统、焙烧车间控制中心系统、综合调度控制中心系统。每个中心系统由多个子系统组成，再通过综合网络数据传输，全部集中到综合调度中心，形成了一套全自动智能化的智能化工厂系统。下面以各中心控制系统为例引导论述在工程项目建设中的整体管理过程。

2　煅烧工序智能控制系统的集成与应用

煅烧车间控制中心系统包括：煅烧控制中心、原料储运系统、循环水系统、煅烧热媒系统、余热锅炉系统、脱硫脱硝系统、排送料控制系统和倾翻车控制系统。具体如图1所示。

煅烧车间各子系统的控制柜统一布设在独立的防尘防电电子设备间。自动控制过程要求全封闭，环境要求高。控制柜的模拟量输入（AI）模块采集现场的温度、压力、液位等模拟量数据；模拟量输出（AO）模块控制输出到现场调节阀、压力传感、等设备做环路PID控制；数字量输入（DI）模块采集现场的泵、电磁阀、气动阀等开关量信号；数字量输出（DO）模块控制输出到现场的泵、电磁阀、气动阀等开关设备做启停控制。

原料储运系统、循环水系统、煅烧热媒系统、余热锅炉系统、脱硫脱硝系统子系统通过系统的控制器（DPU）对采集和控制信号做联锁设定、自动投入、设备顺序启停、子程序中断控制等自动化智能化处理。通过和现场设备结合的控制方案，实现原料储运、锅炉煅烧、加压水、循环水利用及污水处理等自动化处理，减少人工巡检和现场控制，实现流水自动化控制。

排送料控制系统和倾翻车控制系统，由于环境复杂和相对较远人工巡检控制等的不方便性，通过和PLC小型离散控制相结合的第三方网络通讯数据采集模式。对空气炮252设备、14台PLC；给料机84台PLC，ModbusDP通讯1260点；倾翻车三条线TCP/DP通讯的所有设备组建了光纤通讯方式到和利时智能控制的DPU控制器，通过编程运算对第三方采集的数据处理，统一通过双网冗余的煅烧车间控制局域网系统上传到煅烧车间由2台工程师、4台操作员站、2台历史站及1台打印站组成的控制中心，在控制中心的和利时组态软件中，对采集上传的数据做了信息集成处理，方便操作人员实时查看数据、调度历史数据历史曲线、报警信息查询、操作记录查询、分析人工绩效的日报表、月报表、年报表等各功能。实现了对煅烧车间的全程自动化监控，对煅烧系统的各个流水作业自动化监控和数据分析，提高了操作调动人员的工作效率。