項目名稱：山東信發(fā)鋁電集團新疆農(nóng)六師煤電有限公司碳素廠和電解鋁廠項目，屬于有色金屬行業(yè)。

應(yīng)用背景：

　　山東信發(fā)鋁電集團有限公司始建于1972年，現(xiàn)有所屬企業(yè)及控股公司50余家，職工15000余人，是一家集發(fā)電、供熱、電解鋁、氧化鋁、碳素、氟化鹽、中高密度板、味精、鋁深加工等十大產(chǎn)業(yè)鏈條于一體的現(xiàn)代化大型企業(yè)集團。

　　新疆農(nóng)六師煤電有限公司是山東信發(fā)集團響應(yīng)國家西部大開發(fā)的政策，于2009年六月份開始到新疆五家渠市112團投資興建的一家集發(fā)電、再生鋁、碳素、蘭炭等產(chǎn)品于一體的大型企業(yè)。新疆農(nóng)六師煤電有限公司主要包括發(fā)電廠、碳素廠和鋁廠，三個主要生產(chǎn)廠。

客戶需求：

　　信發(fā)集團新疆項目是自治區(qū)、兵團重大招商引資項目。公司預(yù)計總投資300億元人民幣，建設(shè)總規(guī)模160萬噸再生鋁、八臺36萬千瓦熱電機組、120萬噸蘭炭、60萬噸碳素、36萬噸瀝青。公司一期工程投資70億元人民幣，建設(shè)37萬噸再生鋁、四臺36萬千瓦熱電機組、60萬噸蘭炭、30萬噸碳素及電器開關(guān)、保溫材料、氧氣乙炔、鋁深加工等其他配套項目。項目由前期的籌建階段進入了實質(zhì)性建設(shè)階段的時間較短，全體公司領(lǐng)導(dǎo)班子的帶領(lǐng)下，公司上下團結(jié)一心，艱苦奮戰(zhàn)，力爭2010年7月一期工程正式投產(chǎn)。

　　由于時間的緊迫，客戶不僅僅需要可靠的控制系統(tǒng)產(chǎn)品，更需要易于掌握、集成、擴展、技術(shù)先進的控制系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)也易于維護，以降低后期的運行成本。同時客戶也提出了新的要求，不但要實現(xiàn)設(shè)備的區(qū)域監(jiān)控，也希望能夠?qū)崿F(xiàn)全廠的集中監(jiān)控。在保證系統(tǒng)功能的前提下，希望平臺提供商能夠提供較為經(jīng)濟的系統(tǒng)軟件解決方案。

解決方案：

　　為了滿足客戶的需求，要一套可靠性高、易于操作、維護方便、性價比高的一套自動化控制系統(tǒng)。結(jié)合GE 智能平臺的先進控制器產(chǎn)品的特點，GE 智能平臺沈陽辦事處的工作人員積極同設(shè)計院、用戶技術(shù)負責(zé)人員進行技術(shù)交流，給出了一套適合于用戶需求的自動化控制系統(tǒng)方案。

　　碳素廠和鋁廠大致包括以下工藝流程：電解煙氣凈化、超濃相輸送、氧化鋁倉庫及輸送系統(tǒng)、原料倉庫、煅燒車間、瀝青熔化、生陽極車間、焙燒及炭塊庫、陽極組裝及殘極處理、電解空壓站、碳素空壓站、余熱蒸汽鍋爐房、余熱熱媒鍋爐及泵房、電解凈化循環(huán)水、整流所循環(huán)水、鑄造循環(huán)水、煅燒循環(huán)水、生陽極循環(huán)水、組裝循環(huán)水、焙燒凈化循環(huán)水、空壓站循環(huán)水、全廠加壓泵房、生活污水處理站、生產(chǎn)廢水處理站等等。該項目中使用GE智能平臺RX3i系統(tǒng)控制的設(shè)備大致有：4000L預(yù)熱式混捏鍋   8個，使用8套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O系統(tǒng)來實現(xiàn)控制；2臺12t/h風(fēng)掃式球磨機，使用2套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O系統(tǒng)來實現(xiàn)控制；1臺5t/h 500T型殘極破碎機，使用1套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O系統(tǒng)來實現(xiàn)控制；5臺300t/h氣墊式皮帶輸送機使用5套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O系統(tǒng)來實現(xiàn)控制；余熱鍋爐，使用RX3i單機控制器及其I/O實現(xiàn)控制；蒸汽鍋爐，使用RX3i單機控制器及其I/O實現(xiàn)控制；澆鑄機，使用RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O實現(xiàn)控制；3臺 40t/h 雙齒輥破碎機，使用3套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O實現(xiàn)控制；4臺1848型 40t/h振動篩，使用4套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O實現(xiàn)控制；2臺1648型 20t/h振動篩，使用2套RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O實現(xiàn)控制；3套使用RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O控制的編組機組 ；1臺 10t/h PF1007型反擊式破碎機 ，使用 RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O實現(xiàn)控制；2臺 35t/h鄂式破碎機，使用RX3i單機控制器及VersaMax 遠程I/O實現(xiàn)控制；3臺58室焙燒爐  共使用了51套90-30單機控制器及90-30系列I/O模塊。

　　此外在電解、焙燒煙氣凈化系統(tǒng)，堆垛天車控制系統(tǒng)、懸鏈控制系統(tǒng)中也使用了GE智能平臺RX3i單機控制系統(tǒng)。在陽極組裝工藝段中還使用GE智能平臺VersaMation運動控制器及Quick panel View觸摸屏產(chǎn)品。

　　根據(jù)碳素廠和鋁廠工藝流程和結(jié)構(gòu)，控系統(tǒng)主要分為三個層次。這三層次是上位機監(jiān)控平臺層、現(xiàn)場設(shè)備控制層及I/O網(wǎng)絡(luò)層。這三個層次分別使用了GE 智能平臺的軟件、RX3i 高性能、先進控制系統(tǒng)以及RX3i 本地I/O系統(tǒng)和VersaMax 遠程I/O系統(tǒng)來實現(xiàn)控制。解決方案可大致分為以下三個部分。

1、高速以太通訊網(wǎng)絡(luò)

　　以太網(wǎng)通訊快速地發(fā)展與廣泛地普及，其無可比擬的高速與互聯(lián)互通的優(yōu)勢，使以太網(wǎng)通訊成為目前世界上工業(yè)控制領(lǐng)域高速通訊的事實標準與未來通訊的發(fā)展趨勢。

　　工業(yè)以太網(wǎng)以其特有的低成本，高實效，高擴展性及高智能的魅力，吸引著越來越多的制造業(yè)的廠商。

　　GE IP 自動化產(chǎn)品很好地支持工業(yè)以太網(wǎng)通訊，可以用于控制層設(shè)備之間、控制層與遠程I/O 之間、控制層與人機界面HMI/觸摸屏之間的通訊。GE IP 工業(yè)以太網(wǎng)通訊產(chǎn)品支持以下工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議：

　　SRTP TCP/IP 協(xié)議

　　EGD 協(xié)議

　　Modbus TCP/IP 協(xié)議

　　在本列應(yīng)用中，主要采用SRTP TCP/IP 協(xié)議。SRTP TCP/IP 協(xié)議，即Service Request Transport Protocol，其基于Client/Server 結(jié)構(gòu)、Request/Reply 方式進行以太網(wǎng)通訊，Client 對Server 發(fā)出讀/寫數(shù)據(jù)Request，Server 對Client 返回相應(yīng)Reply。SRTP TCP/IP 協(xié)議可以用于GE IP 產(chǎn)品的控制器間數(shù)據(jù)通訊、編程組態(tài)下載、控制器與HMI通訊等。

　　SRTP TCP/IP 協(xié)議支持通用型的Hub、Switch、Router產(chǎn)品。 

2、RX3i 高性能、先進控制控制器及其本地I/O系統(tǒng)和VersaMax遠程I/O系統(tǒng)。

　　作為GE 智能平臺新一代的過程自動化控制器，PAC系統(tǒng)在操作系統(tǒng)之上設(shè)計了一個通用的、適合于多平臺的(包括硬件平臺和操作系統(tǒng)平臺)、便于移植的、輕便的控制引擎(control engine)，集成了包括邏輯控制、運動控制、過程控制和人機界面在內(nèi)的多領(lǐng)域解決方案，從而保證使用PAC系統(tǒng)的用戶可以使其編制的應(yīng)用程序獲得最大的應(yīng)用收益，并且還可以方便地優(yōu)化其自動化平臺，從而不需重新設(shè)計整個系統(tǒng)，就可以不斷獲得越升的系統(tǒng)性能。

　　此外,GE智能平臺的RX3i控制系統(tǒng)還具有以下的應(yīng)用優(yōu)點：標配Intel Pentium III 300和1000MHz CPU處理器，CPU內(nèi)部集成10M或64M用戶內(nèi)存,應(yīng)用標準的工業(yè)PCI總線標準，使用12或16槽PCI機架，底板速度提高到27M,真正支持熱插拔使用。使用PCI總線底板來支持高速PCI數(shù)據(jù)傳輸率，支持標準底板使第三方可以方便的開發(fā)I/O、通信、動作控制、可視和其它模塊。RX3i底板也可匹配90™-30系列I/O模塊。

　　RX3i控制系統(tǒng)提供了豐富的I/O接口模塊（包括智能型I/O接口模塊和非智能型I/O接口模塊）,適合于從簡單到復(fù)雜的應(yīng)用。此外系統(tǒng)還提供了多種網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，如以太網(wǎng)通訊模塊IC695ETM001，PROFIBUS總線通訊模塊IC695PBM300和IC695PBS301。

　　VersaMax PLC是一種更易于使用、價格合理、性能卓越的PLC。VersaMax提供了廣泛的I/O模塊、電源模塊和通訊模塊。通訊支持TCP/IP以太網(wǎng)、Profibus DP、DeviceNet和Modbus RTU協(xié)議。模塊具有帶電熱插拔功能。多種類型的底座和接插式端子提供了接線的靈活性。

圖3 懸鏈系統(tǒng)操作畫面 

3、上位機操作員站和工程師維護工作站

　　此系統(tǒng)中設(shè)立了5臺機操作員站HMI站和一臺工程師維護工作站。

　　操作員站上安裝并運行PROFICY HMI/SCADA-iFIX 軟件，作為原GE智能平臺的工業(yè)自動化軟件解決方案家族中的HMI/SCADA解決方案，強大的VBA腳本功能和靈活易學(xué)的特點，使得其在國內(nèi)外有著廣泛的用戶群。其真正的分布式、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)包括可靈活構(gòu)造的服務(wù)器（SCADA Server）和客戶端（iClient 、iClientTS 和 iWebServer），無論是客戶端應(yīng)用，還是第三方或用戶自定義應(yīng)用均可讀取SCADA Server實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時動態(tài)畫面、趨勢、報表、批次控制、MES等應(yīng)用。這些應(yīng)用既可以與SCADA Server運行在同一臺計算機；也可通過Intranet、Internet 分布在網(wǎng)絡(luò)中不同的Server或Client節(jié)點上運行，十分適合多節(jié)點系統(tǒng)的應(yīng)用。無論是 Server和Client 功能運行在單一計算機，實現(xiàn)簡單的單機人機界面 (HMI)，還是網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的分布式多Server和多Client數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，iFIX都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。該產(chǎn)品非常易于使用，同時又適合于實時控制和監(jiān)視，可以將它配置成從單個節(jié)點到多節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成不同的規(guī)模，具有很強的可擴展性。

　　PROFICY HMI/SCADA- iFIX軟件能夠應(yīng)用在各種不同類型的工業(yè)生產(chǎn)過程中，諸如汽車，航天，石油與天然氣，化工，石化，食品加工，飲料，制藥，紙漿與造紙，管線，金屬，水與廢水處理，交通以及其它行業(yè)。

圖4 煅燒爐系統(tǒng)監(jiān)控畫面

　　工程師站上除安裝了PROFICY HMI/SCADA- iFIX 軟件，還安裝了控制器編程組態(tài)軟件：Proficy Logic Developer-PLC。用來開發(fā)和維護系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。

圖5 空壓站及循環(huán)水系統(tǒng)監(jiān)控畫面

　　GE 智能平臺的開發(fā)的Historian數(shù)據(jù)庫，具有分布式的數(shù)據(jù)采集，C/S結(jié)構(gòu)，可在多種環(huán)境下運行，高效的數(shù)據(jù)存儲方式，具有豐富的客戶端數(shù)據(jù)處理和分析工具，可擴展的數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用，并且提供ODBC/JDBC/OLE DB接口以及工業(yè)標準規(guī)范OPC和DDE，提供圖形化的應(yīng)用開發(fā)界面，支持WEB訪問方案，提供報表開發(fā)工具等優(yōu)異特性，所以成為企業(yè)底層控制網(wǎng)絡(luò)和上層管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接的最佳選擇。IH數(shù)據(jù)庫是一個模塊化軟件系統(tǒng)，主要分為客戶端模塊和服務(wù)器端模塊，客戶端模塊負責(zé)實時數(shù)據(jù)的采集，服務(wù)器端模塊負責(zé)數(shù)據(jù)采集設(shè)置、壓縮、存儲等工作。

　　歷史數(shù)據(jù)的查詢、趨勢功能幫助工廠人員關(guān)注解決問題和優(yōu)化工廠性能，而不是簡單地跟蹤數(shù)據(jù)。當(dāng)一個嚴重的問題發(fā)生時，工廠人員可以快速地訪問來自服務(wù)器端中存儲的數(shù)據(jù)，同時使用簡單的拖拽技術(shù)建立一個數(shù)據(jù)趨勢顯示，從而快速和有效地說明工藝問題。

實施結(jié)果：

　　通過與GE 智能平臺的合作，由于控制器產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，以及軟件產(chǎn)品的易于使用性，縮短了項目開發(fā)周期，節(jié)約了項目實施成本，該項目一期已于2010年7月中旬投產(chǎn)，提高了工廠運行效益。該項目一期投產(chǎn)后，形成的產(chǎn)值將超過160億元，利稅超過16億元，將極大拉動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，促進發(fā)展當(dāng)?shù)毓I(yè)，促進少數(shù)民族地區(qū)的繁榮和穩(wěn)定，能提供更多的就業(yè)機會，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。同時也為GE 智能平臺控制器產(chǎn)品和軟件產(chǎn)品在電解鋁生產(chǎn)、碳素生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了良好的開端。

關(guān)于GE智能平臺

GE智能平臺是一個提供高新技術(shù)的企業(yè)，它為世界各地的用戶提供用于自動化控制的軟件、硬件和技術(shù)服務(wù)以及嵌入式計算。我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€獨特的，靈活的，超可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防和防御，以及通訊等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域獲得持續(xù)的優(yōu)勢。GE智能平臺是一家總部設(shè)在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業(yè)，是GE企業(yè)解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息，請訪問：www.ge-ip.com/cn。</fon