節(jié)能、安全、高效生產(chǎn)是當(dāng)今國內(nèi)外氧化鋁行業(yè)發(fā)展的大勢所趨，借助西門子公司提供的PCS 7控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表及驅(qū)動技術(shù)，晉北鋁業(yè)的全廠自動化生產(chǎn)水平大幅提高，達(dá)到了一個前所未有的高度。
山西魯能晉北鋁業(yè)有限公司
山西魯能晉北鋁業(yè)有限公司(簡稱晉北鋁業(yè))位于我國煤鋁資源富集的晉北地區(qū)，由山東魯能集團(tuán)控股經(jīng)營。公司主營業(yè)務(wù)包括氧化鋁、電解鋁、鋁型材及鋁土礦、石灰石礦的生產(chǎn)和銷售。目前資產(chǎn)總額110億元，員工總數(shù)1072人。
晉北鋁業(yè)的氧化鋁項目分為一期、二期工程，其中一期工程設(shè)計年產(chǎn)100萬噸氧化鋁，于2004年10月開工建設(shè)，2006年5月竣工投產(chǎn);二期200萬噸氧化鋁工程于2008年開工建設(shè)，目前正處于整體安裝調(diào)試階段。一期燒結(jié)法系統(tǒng)于2010年4月投運，標(biāo)志著我國第一條、世界第二條串聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)線落成，對于探索我國低品位礦石利用具有重要示范意義。
全集成自動化控制帶來改變
對于傳統(tǒng)的氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)而言，長久以來，控制系統(tǒng)的設(shè)計都是不同工藝環(huán)節(jié)各自獨立的分散形式，各個生產(chǎn)流程之間往往存在著“信息孤島”，缺乏子系統(tǒng)之間的信息互通，不便于專業(yè)化管理，嚴(yán)重制約了全廠整體協(xié)調(diào)生產(chǎn)與人力的合理配置、統(tǒng)一調(diào)度。為此，在晉北鋁業(yè)規(guī)劃氧化鋁廠及配套的自備電廠時，就把建立可實現(xiàn)高度集中控制的自動化系統(tǒng)放在了重要位置。
“全集成自動化控制”是由西門子公司提出的領(lǐng)先技術(shù)理念，指用一個系統(tǒng)或一個自動化的平臺完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的所有功能。應(yīng)用這種方案可以大大地簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，大量減少接口部件，并可克服上位機和工業(yè)控制器之間、連續(xù)控制和邏輯控制之間、集中和分散之間的界線，同時還可以為所有的自動化應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)環(huán)境。
在與西門子公司進(jìn)行了有關(guān)控制系統(tǒng)的方案編制的討論交流后，晉北鋁業(yè)對西門子的“全集成自動化控制”理念深表認(rèn)可，并為在全廠范圍規(guī)劃一套現(xiàn)代化、具有可靠性、開放性、標(biāo)準(zhǔn)性并且符合行業(yè)生產(chǎn)需要的DCS系統(tǒng)制定了藍(lán)圖。
優(yōu)化的系統(tǒng)方案
本著集中控制和管理的原則，晉北鋁業(yè)在廠內(nèi)設(shè)立了集中控制中心對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行集中監(jiān)控。共設(shè)置了一期拜耳分廠、一期焙燒分廠、一期自備電廠、二期拜耳分廠、二期焙燒分廠、二期自備電廠和原料分廠共計七大控制區(qū)域，統(tǒng)一采用西門子SIMATIC PCS 7過程控制系統(tǒng)?？紤]到可靠性的需求，現(xiàn)場控制層普遍應(yīng)用了AS400冗余控制器，運行層的上位機系統(tǒng)包括各工程師站、操作員站和服務(wù)器，系統(tǒng)采用客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，通過光纖介質(zhì)與冗余CPU連接，構(gòu)成100MHz的快速冗余以太環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)全廠集中控制、管理和操作。
本控制系統(tǒng)的一大特色是采用了現(xiàn)場總線及OPC與第三方自動化產(chǎn)品進(jìn)行通訊，西門子PCS 7系統(tǒng)通過Profibus-DP接口可以方便地與來自不同產(chǎn)商的PLC、變頻器、MCC等設(shè)備連接，使得不同產(chǎn)品、不同系統(tǒng)之間的橫向數(shù)據(jù)交換變得更加輕松，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的信息一體化集成。
在企業(yè)管理層，MIS(管理信息系統(tǒng))通過OPC服務(wù)器采集來自西門子PCS 7系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)關(guān)隔離，這些信息被上傳至各辦公室的計算機。工廠的管理人員可以在遠(yuǎn)程實時看到生產(chǎn)現(xiàn)場的各關(guān)鍵過程參數(shù)，并可依據(jù)產(chǎn)量等重要數(shù)值為制定企業(yè)決策提供依據(jù)。
可靠的工程能力與售后服務(wù)
晉北鋁業(yè)的全廠控制系統(tǒng)由上海西門子工業(yè)自動化有限公司(簡稱SIAS)承擔(dān)自動化工程服務(wù)，合同范圍包括PCS 7軟硬件供貨、項目管理、應(yīng)用軟件設(shè)計、系統(tǒng)集成、現(xiàn)場調(diào)試、培訓(xùn)等。在一期氧化鋁工程中，SIAS作為富有經(jīng)驗的工程團(tuán)隊，憑借強大的項目實施能力及先進(jìn)技術(shù)，在短短一個月時間內(nèi)就完成了系統(tǒng)的調(diào)試工作，使生產(chǎn)裝置一次試車成功并創(chuàng)造出了當(dāng)時氧化鋁行業(yè)的最短試車時間紀(jì)錄。
系統(tǒng)概況
由西門子DCS、變頻器、現(xiàn)場儀表、閥門定位器、電機等構(gòu)成全集成自動化系統(tǒng)
全廠共7大控制區(qū)域，總I/O點數(shù)超過4萬點
冗余光纖環(huán)網(wǎng)保證數(shù)據(jù)通訊的可靠性
大量應(yīng)用OPC、現(xiàn)場總線等技術(shù)與第三方產(chǎn)品實現(xiàn)通訊
APC(先進(jìn)過程控制)系統(tǒng)即將投入運行
引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
節(jié)能、安全、高效生產(chǎn)是當(dāng)今國內(nèi)外氧化鋁行業(yè)發(fā)展的大勢所趨，借助西門子公司提供的PCS 7控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表及驅(qū)動技術(shù)，晉北鋁業(yè)的全廠自動化生產(chǎn)水平大幅提高，達(dá)到了一個前所未有的高度?！叭勺詣踊痹谶@里不僅是技術(shù)構(gòu)想，更是實實在在地為企業(yè)減員增效、成本控制提供著有力的支持。在未來氧化鋁行業(yè)的發(fā)展過程中，西門子提供的全集成自動化解決方案將繼續(xù)為企業(yè)增強市場競爭力，創(chuàng)造社會效益注入強大動力。
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