全廠生產(chǎn)視頻系統(tǒng)包括了全公司氧化鋁、熱電、水電、碳素等生產(chǎn)部門的生產(chǎn)視頻監(jiān)控，目前只有氧化鋁新系統(tǒng)有統(tǒng)一的視頻網(wǎng)絡(luò)。在項(xiàng)目一期中視頻網(wǎng)絡(luò)暫不改變，在項(xiàng)目二期中原氧化鋁新系統(tǒng)視頻網(wǎng)絡(luò)將不能滿足要求，需要重新規(guī)劃全廠的視頻網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)現(xiàn)有的新系統(tǒng)視頻網(wǎng)絡(luò)重新作相應(yīng)的部署。對(duì)于原各個(gè)分散的生產(chǎn)視頻，通過改造現(xiàn)場的視頻設(shè)備、組建統(tǒng)一的視頻網(wǎng)絡(luò)。改造后的視頻網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)無任何關(guān)聯(lián)，與生產(chǎn)辦公網(wǎng)絡(luò)相連，任何一臺(tái)辦公終端只要有權(quán)限就可以看到生產(chǎn)現(xiàn)場視頻。
全廠管控一體化系統(tǒng)包括了全公司氧化鋁、熱電、水電、碳素等生產(chǎn)部門的管控一體化系統(tǒng)，目前只有氧化鋁新系統(tǒng)有一個(gè)管控平臺(tái)。現(xiàn)有的管控?cái)?shù)據(jù)采集采用的是接口機(jī)雙網(wǎng)卡的方式，接口機(jī)一路網(wǎng)卡對(duì)控制系統(tǒng)，一路網(wǎng)卡對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，2個(gè)網(wǎng)卡分別在2個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫通過各個(gè)接口機(jī)讀取數(shù)據(jù)。項(xiàng)目一期只涉及氧化鋁新系統(tǒng)，這種采集方式可以暫時(shí)不變，等到項(xiàng)目二期，由于建成全廠生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫可以直接接入生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫可以直接與各個(gè)控制系統(tǒng)通訊并讀取數(shù)據(jù)，這樣可以節(jié)省大量的接口機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并減少中間環(huán)節(jié)提高效率。現(xiàn)有管控系統(tǒng)通過防火墻實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)的隔離，但防火墻并不能絕對(duì)可靠地保證生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)的安全，隨著科技的進(jìn)步，各種新的病毒和攻擊方式會(huì)不斷產(chǎn)生，原有的防火墻會(huì)逐漸落后，有效性會(huì)不斷降低，控制系統(tǒng)的威脅會(huì)越來越大。在項(xiàng)目二期中將采用網(wǎng)閘物理隔離的方式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)的有效隔離，這種物理隔離方式不會(huì)隨著科技的進(jìn)步而降低有效性，會(huì)永久可靠地保證控制網(wǎng)絡(luò)不受到來自辦公網(wǎng)絡(luò)的威脅。
生產(chǎn)指標(biāo)信息管理系統(tǒng)
生產(chǎn)指標(biāo)信息管理系統(tǒng)是
設(shè)備運(yùn)行管理
能源管理中心系統(tǒng)
2分布式技術(shù)簡介
2.1Honeywell的分布式技術(shù)
???
2.2西門子的分布式技術(shù)
???
3一期技術(shù)方案
3.1控制系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)方案
中鋁河南分公司生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)一期包括氧化鋁新系統(tǒng)和老系統(tǒng)的9組種分和平盤焙燒共32套系統(tǒng)。其中HoneyWell的DCS系統(tǒng)有18套，其余為西門子、AB、三菱的PLC系統(tǒng)，其中HoneyWell的DCS系統(tǒng)詳細(xì)情況見下表：
?
車間 | 序號(hào) | 控制系統(tǒng)名稱 | 版本 | | | 廠家 |
網(wǎng)絡(luò) | 控制器 |
| 套 | |
原料 | 1 | 原料磨控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 1 | 霍尼韋爾 |
溶出 | 2 | A組管道化控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
3 | B組管道化控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
4 | C組管道化控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
5 | D組管道化控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
沉降 | 6 | 沉降控制系統(tǒng) | PKS R201 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
7 | 葉濾控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 1 | 霍尼韋爾 |
分解 | 8 | A組分解槽控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
9 | B組分解槽控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 1 | 霍尼韋爾 |
10 | 9組種分控制系統(tǒng) | PlantScape R500 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
蒸發(fā) | 11 | A組蒸發(fā)器控制系統(tǒng) | PKS R201 | 冗余 | 2 | 霍尼韋爾 |
12 | B組蒸發(fā)器控制系統(tǒng) | PKS R201 | 冗余 | 1 | 霍尼韋爾 |
焙燒 | 13 | 1#沸騰爐控制系統(tǒng) | PKS R301 | FTE | 1 | 霍尼韋爾 |
14 | 2#沸騰爐控制系統(tǒng) | PlantScape R400 | 冗余 | 1 | 霍尼韋爾 |
15 | 3#焙燒爐控制系統(tǒng) | PKS R210 | 冗余 | 1 | 霍尼韋爾 |
16 | 4#焙燒爐控制系統(tǒng) | PKS R210 | FTE | 1 | 霍尼韋爾 |
17 | 3#4#平盤過濾控制系統(tǒng) | PKS R210 | FTE | 1 | 霍尼韋爾 |
18 | 5#平盤過濾控制系統(tǒng) | PKS R210 | FTE | 1 | 霍尼韋爾 |
由表中可以看出除了焙燒4套系統(tǒng)外，所有HoneyWell的DCS系統(tǒng)都采用雙網(wǎng)絡(luò)冗余的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且大部分系統(tǒng)是210版本。
方案一：
本方案將沉降的1套PKS R201、蒸發(fā)的2套PKS R201、9組種分的1套PlantScape R500升級(jí)到PKS R210系統(tǒng)并且補(bǔ)充相應(yīng)的DSA授權(quán)。升級(jí)后原料、溶出、沉降、分解、蒸發(fā)的系統(tǒng)就統(tǒng)一到PKS R210版本，并且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相同，硬件除了交換機(jī)不作任何改變，交換機(jī)更換成具備千兆上行能力的交換機(jī)，并增加一對(duì)核心交換機(jī)連接所有系統(tǒng)的交換機(jī)，通過統(tǒng)一規(guī)劃后，將所有系統(tǒng)的地址、機(jī)器名、區(qū)間設(shè)置（資產(chǎn)）重新設(shè)置，使得各系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡(luò)上不會(huì)有沖突，在同工序之間的系統(tǒng)可以通過DSA實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的操作。各個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)器、交換機(jī)保持原位置不變；每套系統(tǒng)保留一臺(tái)操作站在原控制室，平時(shí)只有監(jiān)視權(quán)限，在緊急狀況下授予操作權(quán)限。通過DSA我們可以將多套HoneyWell的DCS系統(tǒng)虛擬成一套，從操作員角度感覺不到這里的差別。
焙燒的6套系統(tǒng)中有4套采用了FTE網(wǎng)絡(luò)，并且使用的最高版本是R301，所以針對(duì)焙燒部分的6套DCS統(tǒng)一合并升級(jí)到新版，并采用FTE網(wǎng)絡(luò)。升級(jí)完成后焙燒6套系統(tǒng)合并成一套，系統(tǒng)設(shè)置2套冗余服務(wù)器安置在原1#爐控制室；原6個(gè)控制室各保留一臺(tái)Console站；現(xiàn)場Console站在緊急情況下授予控制權(quán)限，平時(shí)只有監(jiān)視權(quán)限。生產(chǎn)調(diào)度指揮中心配置1臺(tái)Console站和3套Flex站。
PLC部分分成4部分，原料部分、分解部分、沉降部分、焙燒部分。原料部分包括石灰爐、化灰機(jī)、破碎，這三套系統(tǒng)都是以太網(wǎng)通信，所以不需要硬件改造就可以在規(guī)劃IP地址后接入1對(duì)冗余WinCC服務(wù)器，冗余WinCC服務(wù)器接入原料磨DCS交換機(jī)。分解部分包括新系統(tǒng)2組分解攪拌、9組分解攪拌、種分循環(huán)水、40m沉降，這四套系統(tǒng)中只有40m沉降需要增加以太網(wǎng)模塊改造成以太網(wǎng)通信，經(jīng)過改造后4套系統(tǒng)在規(guī)劃IP地址后接入1對(duì)冗余WinCC服務(wù)器，冗余WinCC服務(wù)器接入新系統(tǒng)種分DCS交換機(jī)。沉降部分包括絮凝劑和外排，這兩套系統(tǒng)都需要增加網(wǎng)絡(luò)模塊改造成以太網(wǎng)通信，經(jīng)過改造后2套系統(tǒng)在規(guī)劃IP地址后接入1對(duì)冗余WinCC服務(wù)器，冗余WinCC服務(wù)器接入新系統(tǒng)種分DCS交換機(jī)。焙燒部分包括1#2#平盤、1#2#平盤熱水加熱、3#4#平盤熱水加熱，1#2#平盤使用老型號(hào)的三菱PLC，現(xiàn)在配件早已停產(chǎn)，需要用串口服務(wù)器將通信方式改成以太網(wǎng)，1#2#平盤熱水加熱、3#4#平盤熱水加熱可以通過增加網(wǎng)絡(luò)模塊改造，經(jīng)過改造后3套系統(tǒng)在規(guī)劃IP地址后接入1對(duì)冗余WinCC服務(wù)器，冗余WinCC服務(wù)器接入焙燒DCS交換機(jī)。
?
方案二：
原料、溶出、沉降、分解、蒸發(fā)、焙燒6個(gè)工序共18套DCS系統(tǒng)合并升級(jí)，并采用FTE網(wǎng)絡(luò)，升級(jí)完成后，每個(gè)工序一套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)配置2套冗余服務(wù)器，原控制室保留一臺(tái)Console站，生產(chǎn)調(diào)度指揮中心每套系統(tǒng)配置一套Console站和多套Flex站，生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的操作站每套系統(tǒng)配1臺(tái)Console站和多臺(tái)Flex站。
PLC部分同方案1。
3.2生產(chǎn)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/div>
網(wǎng)絡(luò)線路
?
3.2生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)方案
河南分公司氧化鋁新系統(tǒng)生產(chǎn)視頻系統(tǒng)相當(dāng)完善，已經(jīng)形成一個(gè)完整的視頻網(wǎng)絡(luò)，所有氧化鋁新系統(tǒng)相關(guān)的生產(chǎn)視頻都已經(jīng)進(jìn)入管控網(wǎng)絡(luò)，并且可以在任何一臺(tái)管控終端上進(jìn)行顯示。在原二廠調(diào)度室，也就是現(xiàn)擬定的生產(chǎn)調(diào)度指揮中心有一套由18臺(tái)CRT電視組成的電視墻，目前還在正常運(yùn)行，但是整套設(shè)備有些老化。
根據(jù)盡量利用原有設(shè)備的原則，現(xiàn)有的生產(chǎn)監(jiān)控視頻系統(tǒng)保持現(xiàn)狀，但生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的電視墻已經(jīng)老化且位置安置不合理，為了有效的利用空間，需要將現(xiàn)有的CRT電視墻更換成輕薄的液晶監(jiān)視器。改造后，電視墻占用的空間大大減少且顯示效果會(huì)明顯提升。
對(duì)于1#2#平盤和5#平盤，由于其流程不屬于氧化鋁新系統(tǒng)，其生產(chǎn)視頻沒有進(jìn)入到現(xiàn)有的生產(chǎn)監(jiān)控視頻系統(tǒng)，而是各自有獨(dú)立的監(jiān)視系統(tǒng)。其中1#2#平盤有1個(gè)攝像監(jiān)控，5#平盤有4個(gè)攝像監(jiān)控，每個(gè)控制室配一套硬盤錄像機(jī)，硬盤錄像機(jī)視頻信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入現(xiàn)有視頻系統(tǒng)。
3.3管控系統(tǒng)方案
原氧化鋁新系統(tǒng)管控一體化系統(tǒng)已經(jīng)使用了幾年，雖然整體結(jié)構(gòu)不太合理、功能上有所欠缺、存在一些問題，但目前暫時(shí)可以滿足生產(chǎn)的部分需要，所以這部分不做改變，保持原有功能。
原管控系統(tǒng)的接口機(jī)采用雙網(wǎng)卡，其中一個(gè)網(wǎng)卡用于連接控制系統(tǒng)，另一網(wǎng)卡連接管控網(wǎng)絡(luò)，控制系統(tǒng)在統(tǒng)一規(guī)劃后IP地址會(huì)有所變化，原接口機(jī)連接控制系統(tǒng)的設(shè)置根據(jù)規(guī)劃后的控制系統(tǒng)也要作相應(yīng)改變。重新設(shè)置后原接口機(jī)還用以前的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，管控系統(tǒng)則不需任何修改就可以維持原有功能。
1#焙燒爐、2#焙燒爐、4#焙燒爐、1#2#平盤、5#平盤、9組種分，這幾部分的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并沒有進(jìn)入到現(xiàn)有的管控系統(tǒng)中。在控制系統(tǒng)改造完成后，由于控制系統(tǒng)形成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)，理論上原接口機(jī)可以訪問任何一個(gè)控制系統(tǒng)并獲取數(shù)據(jù)，原焙燒部分沒有進(jìn)入管控系統(tǒng)的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以由3#焙燒的接口機(jī)和3#4#平盤的接口機(jī)采集，9組種分控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以由新系統(tǒng)種分的接口機(jī)采集。
管控系統(tǒng)其它功能暫時(shí)保持不變，維持原有功能等到管控二期再進(jìn)行大規(guī)模的改造。
3.4生產(chǎn)調(diào)度指揮中心機(jī)房方案
河南分公司原氧化鋁二廠辦公樓一樓有一間管控系統(tǒng)的中心機(jī)房，機(jī)房內(nèi)可利用空間較大，可以充分容納生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的設(shè)備安置。所以本方案中就不再建設(shè)新的機(jī)房，直接利用已有的中心機(jī)房。
機(jī)房內(nèi)原配電部分保持不變，考慮到控制系統(tǒng)的電源要求要高于管控系統(tǒng)，需要另外配置，系統(tǒng)電源采用雙路電源進(jìn)線，經(jīng)過雙電源自投裝置后進(jìn)入U(xiǎn)PS，UPS電源輸出分成2路，一路供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用，一路供生產(chǎn)調(diào)度指揮中心操作站使用。
UPS電源部分：
該部分采用機(jī)房專用配電箱來完成，它接到UPS送過來的單路電源，通過150A總電源開關(guān)，輸出到分支回路中，我們?yōu)樵摬糠衷O(shè)計(jì)了十三條回路：服務(wù)器回路4條，交換機(jī)回路3條，工作站回路2條，消防回路1條，備用回路3條；
根據(jù)調(diào)度機(jī)房2×3DLP大屏和機(jī)房服務(wù)器交換機(jī)以及相關(guān)設(shè)備計(jì)算，本方安選擇30KVA后備電源，同時(shí)保證機(jī)房設(shè)備安全選用帶遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視。
UPS電源選型
?
利用氧化鋁辦公樓建筑物基礎(chǔ)地作防雷地及電源地。建筑基礎(chǔ)使用大面積鋼筋綁扎，柱子主鋼筋及四周墻體鋼筋直通到達(dá)屋頂女兒墻防雷帶。其接地電阻值一般都能滿足GB50057—94的要求，即≦4Ω。
機(jī)房一般有四種接地形式，即：計(jì)算機(jī)專用直流邏輯地、交流工作地、安全保護(hù)地、防雷保護(hù)地。設(shè)計(jì)考慮采用原接地極，并采用聯(lián)合接地方式；接地電阻應(yīng)小于１歐姆。
直流工作地在大樓計(jì)算機(jī)機(jī)房內(nèi)的布局，是作數(shù)字電路等電位地網(wǎng)（或邏輯接地網(wǎng)）。該網(wǎng)用銅排在活動(dòng)地板下，依據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)備布局，縱橫組成網(wǎng)格，配有專用接地端子，用編織軟銅線以最短的長度與計(jì)算機(jī)設(shè)備相連。計(jì)算機(jī)直流地需用接地干線引下至接地端子。
原機(jī)房已有接地，可以在測試后直接利用已有接地。
?
?
?
?
3.5生產(chǎn)調(diào)度指揮中心建設(shè)
生產(chǎn)調(diào)度指揮中心平面圖、效果圖
生產(chǎn)調(diào)度指揮中心調(diào)度電話
4方案采用軟硬件簡介
4.1網(wǎng)絡(luò)部分
核心交換機(jī)
匯集交換機(jī)
4.2視頻部分
液晶監(jiān)視器
4.3不間斷電源UPS
山特
4.4霍尼韋爾
PKS新版介紹
4.5西門子
WinCC介紹
5項(xiàng)目實(shí)施方案
5.1項(xiàng)目實(shí)施原則
?
控制系統(tǒng)合叉，控制系統(tǒng)合叉以最低限度不影響生產(chǎn)運(yùn)行為原則。
DCS系統(tǒng)合叉：
?
?
?
序號(hào) | 名稱 | 型號(hào)規(guī)格 | 起點(diǎn) | 終點(diǎn) | 長度(米) |
1 | 單模光釬 | 8芯 | 原料磨主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 710 |
2 | 單模光釬 | 8芯 | 原料磨主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 710 |
3 | 單模光釬 | 8芯 | 管道化主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 500 |
4 | 單模光釬 | 8芯 | 管道化主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 500 |
5 | 單模光釬 | 8芯 | 沉降主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1200 |
6 | 單模光釬 | 8芯 | 沉降主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1200 |
7 | 單模光釬 | ?8芯 | 葉濾主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1000 |
8 | 單模光釬 | ?8芯 | 葉濾主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1000 |
9 | 單模光釬 | 8芯 | 分解主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1200 |
10 | 單模光釬 | 8芯 | 分解主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1200 |
11 | 單模光釬 | 8芯 | 9#種分主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1300 |
12 | 單模光釬 | 8芯 | 9#種分主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1300 |
13 | 單模光釬 | 8芯 | 蒸發(fā)主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1080 |
14 | 單模光釬 | 8芯 | 蒸發(fā)主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1080 |
15 | 單模光釬 | 8芯 | 1#焙燒主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1500 |
16 | 單模光釬 | 8芯 | 1#焙燒主控室 | 辦公樓機(jī)柜間 | 1500 |
17 | 單模光釬 | 8芯 | 石灰爐服務(wù)器 | 原料磨主控室 | 250 |
18 | 單模光釬 | 8芯 | 石灰爐服務(wù)器 | 原料磨主控室 | 250 |
19 | 單模光釬 | 8芯 | 破碎PLC | 石灰爐交換機(jī) | 580 |
20 | 單模光釬 | 8芯 | 破碎PLC | 石灰爐交換機(jī) | 580 |
21 | 單模光釬 | 8芯 | 化灰機(jī)PLC | 石灰爐交換機(jī) | 210 |
22 | 單模光釬 | 8芯 | 化灰機(jī)PLC | 石灰爐交換機(jī) | 210 |
23 | 單模光釬 | 8芯 | 種分循環(huán)水 | 分解主控室 | 515 |
24 | 單模光釬 | 8芯 | 種分循環(huán)水 | 分解主控室 | 515 |
25 | 單模光釬 | 8芯 | 40m沉降 | 分解主控室 | 420 |
26 | 單模光釬 | 8芯 | 40m沉降 | 分解主控室 | 420 |
27 | 單模光釬 | 8芯 | 赤泥外排 | 沉降主控室 | 160 |
28 | 單模光釬 | 8芯 | 赤泥外排 | 沉降主控室 | 160 |
29 | 單模光釬 | 8芯 | 2#爐主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 400 |
30 | 單模光釬 | 8芯 | 2#爐主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 400 |
31 | 單模光釬 | 8芯 | 4#爐主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 350 |
32 | 單模光釬 | 8芯 | 4#爐主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 350 |
33 | 單模光釬 | 8芯 | 5#平盤主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 250 |
34 | 單模光釬 | 8芯 | 5#平盤主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 250 |
35 | 單模光釬 | 8芯 | 3#爐主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 380 |
36 | 單模光釬 | 8芯 | 3#爐主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 380 |
37 | 單模光釬 | 8芯 | 3#4#平盤主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 350 |
38 | 單模光釬 | 8芯 | 3#4#平盤主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 350 |
39 | 單模光釬 | 8芯 | 1#2#平盤主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 200 |
40 | 單模光釬 | 8芯 | 1#2#平盤主控室 | 1#焙燒爐主控室 | 200 |
?
?
5.2項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度
5.3設(shè)備材料清單
沖壓生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)方案
燒結(jié)生產(chǎn)方案
