生產調度指揮中心建設方案

1項目況中鋁河南分公司,從建廠到現在已經有半個多世紀的歷史著工藝的改進，產能的擴張，設備的控制手段也從落后到先進,從現場儀表到DCS,應有盡有?，F在全廠分布著大大小小一百多套控制系統，五十多個控制室（氧化鋁新系統19個,老系統26個，不含選礦廠、鎵車間、動力車間.隨著技術的進步,生產控制的趨勢是在向集中化智能化方面發(fā)展很多化工企業(yè)例如興安化工和中鋁山東分公司都實現了全廠生產的集中控制實現了調度控制場所集中化生產組織架構扁平化、人員崗位配置精簡化、調度管理流程簡單化、管理制度體系現代化，并優(yōu)化了生產，取得了很好的經濟效益。同,實施生產調度管理中心項目也必然會給河南分公司帶來管理上的變革和企業(yè)效益的增加河南分公司生產指揮調度中心項目計劃分到3實施,項目一期包括氧化鋁新系統、原氧化鋁八車間（平盤、焙燒組種分。項目二期包括氧化鋁老系統。熱電、水電、碳素根據河南分公司的需要在二期實施或在三期實施。目設標同行業(yè)標桿企業(yè)的水平主要體現在三點：1、推進生管控模式改革,學調整生產組織架構2、減少生管理環(huán)節(jié)，整合優(yōu)化資源，降本增效3、優(yōu)化人資源配置，提高執(zhí)行力投資省，見效快,合岔時間短，兼顧中長期投資成本穩(wěn)定、安全、可靠、可擴展等性能良好，維護成本低。1。目容河南分公司生產調度指揮中心項目分兩期實施期包括氧化鋁新系統和平

盤焙燒部分，二期包括氧化鋁老系統部分和熱電、碳素、水電等相關單位。一期項目實施范圍包括控制系統的整合集中生產調度指揮中心建設生產指標管理信息系統等三方面內容。1.控制系統整合集中項目一期控制系統整合集中內容包括氧化鋁新系統配料出沉降分解、老系統9組種分、蒸發(fā)和原車間的平盤、焙燒。該部分包括18HoneyWell公司的DCS系統套西門子的PLC統套三菱的系統和1套AB的系統,計32系統。一期控制系統清單如下一期控制系清單車間配料溶出沉降

序號1234567891011121314151617

控制系統名A組石灰控制系統B組石灰控制系統C組石灰控制系統化灰機控制統原料磨控制統破碎控制系A組管道控制系統B組管道控制系統C組管道控制系統D組管道控制系統葉濾控制系沉降控制系絮凝劑控制統外排泵控制統40米沉降系統A組分解控制系統B組分解控制系統

CPU/控制器號S7—300S7—300S7—300S7—300C2001756-L61C200C200C200C200C200C200S7—300S7—300S7—300C200C200

廠家西門子西門子西門子西門子HoneyWellABHoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWell西門子西門子西門子HoneyWellHoneyWell分解181920

A組種分槽拌控制系B組種分槽拌控制系9組種分控系統種分循環(huán)水制系統

S7—300S7-300C200S7-300

西門子西門子HoneyWell西門子蒸發(fā)焙燒

212223242526

A組蒸發(fā)控制系統B組蒸發(fā)控制系統2＃沸騰爐控制統13504＃焙燒爐控制統13505#平盤濾控制系3#焙燒控制系統1850

C200C200C200C200C200C200

HoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWell

2728293031

3＃、4＃平盤過控制系統換熱器CPU224XP—CN1＃沸騰爐控制統18501#2平盤過濾控制系統3、4#熱水加熱器

C200S7—200C200A2ASH（S1)S7—200224XP

HoneyWell西門子HoneyWell三菱西門子二期控制系統清單如下：氧化鋁廠老統控制系清單車間原料

序號123456789101112

控制系統名3＃灰爐控制統石灰爐控制統石灰爐控制統6?；覡t控制統破碎東擴控系統原礦漿配料格子磨）制系統生料漿配料制系統后加礦三沉降控制統三沉降老粉絮凝劑控系統三沉降新粉絮凝劑1/2統三沉降液體凝劑

CPU/制器型A2USHCPU—S1Q02HCPUA2ASHCPU-S1A2USHCPU—S1Q12HC200A1ASCPUQ12PHCPUC200Q02HCPUQ12HCPUS7-300CP314

廠家三菱三菱三菱三菱三菱HoneyWell三菱三菱HoneyWell三菱三菱西門子沉降13141516171819202122232425熟料262728293031323334

一沉降液體凝劑控制統一沉降粉狀凝劑控制統二沉降主體)流程控系統二沉降液體凝劑控制統二沉降粉狀凝劑控制統1＃煤磨控制系2＃煤磨控制系3＃煤磨控制系4＃煤磨控制系煤粉磨控制統油隔泵控制統1#熟窯控制系2#熟窯控制系3#熟窯控制系4＃料窯控制統熟料窯窯尾面1#～2電收塵統3#電收塵統4＃電塵系統脫硅監(jiān)控系分離絮凝劑動配料系赤泥外排計機系統

S7—300CP314Q02HCPUQ12HCPUS7—300CP314Q02HCPUQ02HCPUQ02HCPUQ02HCPUQ02HCPUQ02HCPUA2USHCPU-S1Q02HCPUQ02HCPUQ02HCPUQ02HCPUQ02HCPUNaisfp3S7—200226CNQ02HCPUA2USCPU—S1S7—300314S7-300314

西門子三菱三菱西門子三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱東芝西門子三菱三菱西門子西門子

分解蒸發(fā)溶出

3536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566

立式葉濾機制系統葉濾機監(jiān)測統沉降絮凝劑動配料系沉降熱水加器控制系3＃4＃砂狀東段槽監(jiān)控系統砂狀東段槽監(jiān)控系統種分槽監(jiān)控統ⅢⅤⅥ組機攪拌監(jiān)控統Ⅳ組機械攪監(jiān)控系統Ⅷ組工藝監(jiān)系統Ⅷ組攪拌監(jiān)系統細氫鋁監(jiān)控統四蒸發(fā)控制統五蒸發(fā)控制統六蒸發(fā)控制統七蒸發(fā)控制統大蒸發(fā)監(jiān)控統大蒸發(fā)回水控系統一管主控室制系統一管后增濃一管熔鹽爐加熱一管熔鹽爐制系統二管主控系三管主控系二、三管后濃二管電加熱二管熔鹽爐制系統三管熔鹽爐制系統二管隔膜泵制系統四管主控室制系統四管熔鹽爐制系統四管后增濃

S7315—2DPA2USCPU-S1Q06PHCPUS7-200，CPU224A2USH—S1A2USH-S1A2AS（S1)A2AScpu—S1A2AScpu—S1A2AScpu—S1A2AS(S1）Q02HCPUC200C200C200C200A2AScpu—S1A2AScpu—S1logix5555(1756)S7—300（315-2DP)logix5555（1756）logix5555(1756)C200C200S7-300(315-2DP)logix5550（1756—L1）logix5550（1756—L1)C2001756-L55M23C200C200S7—300(CPU315—2DP）

西門子三菱三菱西門子三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱三菱HoneyWellHoneyWellHoneyWellHoneyWell三菱三菱AB西門子ABABHoneyWellHoneyWell西門子ABABHoneyWellABHoneyWellHoneyWell西門子項目實施后所有系統都集中到生產調度指揮中心進行生產監(jiān)控部分需要現場操作設備的工序外所有控制室都整合到生產調度指揮中心控制室保留一臺操作站平時不具備操作權限可供現場巡檢人員使用在緊急情況下可以授以操作權限需要保留的現場控制室會保留原有的操作站從功能上說生產調度指揮中心可以直接控但從安全和生產實際的角度考慮，此部分系統的操作權限設置在現場控制產調度指揮中心只負責監(jiān)控，項目一期需保留的現場控制室共計4，見下表一期需保留現場控制

1234

化灰機控制原料磨控制破碎控制室種分循環(huán)水制室

需現場控制灰機需現場控制機需現場控制碎機需現場控制卻塔、水等項目一期實施后取消的現場控制室共計15，見下表：一期取消的場控制室車間配料溶出沉降分解蒸發(fā)焙燒

序號1234567891011121314

控制室石灰爐控制管道化控制葉濾控制室沉降控制室新系統外排制室40米沉降控制種分控制室9組種分控室蒸發(fā)控制室2#爐控制5#平控制室3＃爐控制室3#4#平盤控室1＃爐控制室1#2＃盤控制

整合到生產調度指揮中心二期也同樣需要保留少量現場控制室和其余現場控制室都取消,取后的現場控制室保留控制系統盤柜、服務器和一臺操作站2.生產調度指揮中心建設生產調度指揮中心定于項目二期實施范圍包括氧化鋁老系統、水電、熱電.內包括控制系統優(yōu)化集成、生產監(jiān)控系統、管控系統集成、能源管理中心建設、設備運行管理系統等幾方面的內容.1。體劃案河南分公司生產調度指揮中心項目分兩期實,一包括氧化鋁新系統和平盤焙燒部分，二期包括氧化鋁老系統部分和熱電、碳素、水電等相關單位。項目一整體規(guī)劃包括以下功能制系統集中整合生產視頻系統建設、

全廠管控系統建設、設備生產運行管理建設能源管理中心系統建設?？刂葡到y集中整合包括了全公司氧化鋁熱電水電碳素等生產部門的控制系統集中整合優(yōu)化.由于是老廠一開始建設到規(guī)模不斷擴大,設備不斷增加，河南分公司的控制系統也因為建設的年代不同品牌版本差異較大針對這個特點我們采取統一規(guī)劃分步實施個平臺的方案.一規(guī)劃是指將所有控制系統都通過改造統一到以太網通信對全廠所有的控制系統地Vlan劃分、命名規(guī)則等作一個統一部組建一個全廠的生產控制網絡。分步實施是指先易后難將目前整合比較容易的氧化鋁新系統部分步建立全廠生產控制網絡為以后擴展整合其他部分打好基并通過一段時間的調整運行積累一些管理革新、人員培訓方面的經驗，為以后全廠的集中作好儲備。個品牌是指DCS采用HoneyWell的控制系統和平臺，PLC臺統一為西門子WinCC平臺，2個平臺之間可以通過OPC享數據.全廠生產視頻系統包括了全公司氧化鋁熱電水電碳素等生產部門的生產視頻監(jiān)控,目前只有氧化鋁新系統有統一的視頻網絡。在項目一期中視頻網絡暫不改變在項目二期中原氧化鋁新系統視頻網絡將不能滿足要求需要重新規(guī)劃全廠的視頻網,并對現有的新系統視頻網絡重新作相應的部署。對于原各個分散的生產視頻通過改造現場的視頻設備組建統一的視頻網絡改造后的視頻網絡與生產控制網絡無任何關聯與生產辦公網絡相連任何一臺辦公終端只要有權限就可以看到生產現場視頻。全廠管控一體化系統包括了全公司氧化鋁熱電水電碳素等生產部門的管控一體化系,目前只有氧化鋁新系統有一個管控平臺?，F有的管控數據采集采用的是接口機雙網卡的方式接口機一路網卡對控制系統一路網卡對實時數據庫,2個網卡分別在2個網絡上,時數據庫通過各個接口機讀取數據。項目一期只涉及氧化鋁新系這種采集方式可以暫時不變，等到項目二期，由于建成全廠生產控制網絡實時數據庫可以直接接入生產控制網絡在同一個網絡中實時數據庫可以直接與各個控制系統通訊并讀取數據樣可以節(jié)省大量的接口機和網絡設備并減少中間環(huán)節(jié)提高效率.現有管控系統通過防火墻實現控制網絡與辦公網絡的隔離但防火墻并不能絕對可靠地保證生產控制網絡的安全隨著科技的進步各種新的病毒和攻擊方式會不斷產生原有的防火墻會逐漸落后有

效性會不斷降低控制系統的威脅會越來越大在項目二期中將采用網閘物理隔離的方式實現生產控制網絡與辦公網絡的有效隔離種物理隔離方式不會隨著科技的進步而降低有效,會永久可靠地保證控制網絡不受到來自辦公網絡的威脅.生產指信息管理系生產指標信息管理系統是設備運管理能源管中心系統2分布技術簡介2。1Honeywell的分布技2。門的布技3一期術方案制統化成術案中鋁河南分公司生產調度指揮系統一期包括氧化鋁新系統和老系統的組種分和平盤焙燒共套系統。其中HoneyWell的系統有18套，其余為西門子、AB、三菱的PLC系統，其中HoneyWell的DCS系統詳細情況見下表：車間

序號

控制系統名

版本

網絡

控制器

廠家套原料溶出

1234

原料磨控制統A組管道化制系統B組管道化制系統C組管道化制系統

PKSR210PKSR210PKSR210PKSR210

冗余冗余冗余冗余

1222

霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾

沉降

5678

D組管道化制系統沉降控制系葉濾控制系A組分解槽制系統

PKSR210PKSR201PKSR210PKSR210

冗余冗余冗余冗余

2212

霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾分解910

B組分解槽制系統9組種分控系統

PKSR210PlantScape

冗余冗余

12

霍尼韋爾霍尼韋爾蒸發(fā)

1112131415

A組蒸發(fā)器制系統B組蒸發(fā)器制系統1＃沸騰爐控制統2＃沸騰爐控制統3#焙燒控制系統

PKSR201PKSR201PKSR301PlantScapePKSR210

冗余冗余FTE冗余冗余

21111

霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾焙燒161718

4＃焙燒爐控制統3＃4#平過濾控制統5＃平盤過濾控系統

PKSR210PKSR210PKSR210

FTEFTEFTE

111

霍尼韋爾霍尼韋爾霍尼韋爾由表中可以看出除了焙燒4套系統外，所有HoneyWell的DCS系統都采用雙網絡冗余的系統結構,并且大部分系統是本。方案一：本方案將沉降的套PKSR201、蒸發(fā)的2PKSR201、9種分的套PlantScape升級到系并且補充相應的DSA授權級后原料、溶出、沉降、分解、蒸發(fā)的系統就統一到版本，并且網絡結構相同，硬件除了交換機不作任何改變，交換機更換成具備千兆上行能力的交換機并增加一對核心交換機連接所有系統的交換機通過統一規(guī)劃后將所有系統的地址、機器名、區(qū)間設置資產重新設置，使得各系統在同一網絡上不會有沖突，在同工序之間的系統可以通過DSA實現跨系統的操作。各個系統的服務器、交換機保持原位置不;每套系統保留一臺操作站在原控制室，平時只有監(jiān)視權限，在緊急狀況下授予操作權限.通過DSA我們可以將多套的DCS系統虛擬成一套，從操作員角度感覺不到這里的差別。焙燒的套系統中有套采用了網絡并且使用的最高版本是R301,所以針對焙燒部分的6套DCS統一合并升級到新版，并采網絡。升級完成后焙燒6系統合并成一套,系統設2冗余服務器安置在1＃爐控制室;6個控制室各保留一臺Console站；現場Console站在緊急情況下授予控制權限平時只有監(jiān)視權限.生產調度指揮中心配置1臺Console站和3.部分分成部分，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、破碎，這三套系統都是以太網通信，所以不需要硬件改造就可以在規(guī)劃IP地址后接入1對冗余WinCC務器，冗余服務器接入原料磨DCS交換機。分解部分包括新系統2組分解攪拌、9組分解攪拌、種分循環(huán)水、40m沉降，這四套系統中只有沉降需要增加以太網模塊改造成以太網通信過改造后4套系統在規(guī)址后接入1冗余務器，冗余WinCC服務器接入新系統種DCS交換機。沉降部分包括絮凝劑和外排，這兩套系統都需要增加網絡模塊改造成以太網通信經過改造后套系統在規(guī)劃地址后接入1對冗服務器服務器接入新系統種分交換機。焙燒部分包括1＃平盤1#2平盤熱水加熱3＃4＃平盤熱水加熱，1＃平盤使用老型號的三菱現在配件早已停,需要用串口服務器將通信方式改成以太,1#2#盤熱水加熱3#4#平盤熱水加熱可以通過增加網絡模塊改造經過改造后3套系統在規(guī)劃IP地后接入對冗余WinCC服務器冗余WinCC服務器接入焙燒換機.方案二：原料、溶出沉降分解、蒸發(fā)燒6工序共18DCS系統合并升級,并采用網絡升級完成后，每個工序一套系統，每套系統配置2套冗余服務器控制室保留一臺Console產調度指揮中心每套系統配置一套站和多套Flex站調度指揮中心的操作站每套系統配臺站和多臺站部分同方案1。產制統絡術案網絡拓撲網絡線路3。產控統案河南分公司氧化鋁新系統生產視頻系統相當完善經形成一個完整的視頻

網絡,有氧化鋁新系統相關的生產視頻都已經進入管控網并且可以在任何一臺管控終端上進行顯在原二廠調度室，也就是現擬定的生產調度指揮中心有一套由18臺CRT電視組成的電視墻，目前還在正常運行,是整套設備有些老化。根據盡量利用原有設備的原則現有的生產監(jiān)控視頻系統保持現狀但生產調度指揮中心的電視墻已經老化且位置安置不合理為了有效的利用空間需要將現有的CRT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明顯提升。對于＃2#盤和5#平盤,由于其流程不屬于氧化鋁新系統其生產視頻沒有進入到現有的生產監(jiān)控視頻系統，而是各自有獨立的監(jiān)視系統。其中1＃平盤有1個像監(jiān)控5＃平盤有4個攝像監(jiān)控,每個控制室配一套硬盤錄像機，硬盤錄像機頻信號通過網絡進入現有視頻系統。3?？亟y案原氧化鋁新系統管控一體化系統已經使用了幾年,雖整體結構不太合理、功能上有所欠缺存在一些問題但目前暫時可以滿足生產的部分需要所以這部分不做改變，保持原有功能。原管控系統的接口機采用雙網卡其中一個網卡用于連接控制系統另一網卡連接管控網絡，控制系統在統一規(guī)劃后IP地址會有所變化，原接口機連接控制系統的設置根據規(guī)劃后的控制系統也要作相應改變重新設置后原接口機還用以前的方式進行數據采集，管控系統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、平盤平盤、9組種分，這幾部分的生產數據并沒有進入到現有的管控系統中在控制系統改造完成后由于控制系統形成一個完整的網絡論上原接口機可以訪問任何一個控制系統并獲取數據原焙燒部分沒有進入管控系統的控制系統數據可以由＃焙燒的接口機和3#4＃平盤的接口機采集，組種分控制系統的數據可以由新系統種分的接口機采集。管控系統其它功能暫時保持不變持原有功能等到管控二期再進行大規(guī)模的改造。

3。產度揮心房案機房設計河南分公司原氧化鋁二廠辦公樓一樓有一間管控系統的中心機房房內可利用空間較大，可以充分容納生產調度指揮中心的設備安.以本方案中就不再建設新的機房，直接利用已有的中心機房。電源設計機房內原配電部分保持不變,考慮到控制系統的電源要求要高于管控系統，需要另外配置,系統電源采用雙路電源進線過雙電源自投裝置后進入UPS,UPS電源輸出分成2路,一路供網絡設備使用,一路供生產調度指揮中心操作站使用。UPS電源部分:該部分采用機房專用配電箱來完成接到PS送過來的單路電源,通過150A總電源開關輸出到分支回路中,我們?yōu)樵摬糠衷O計了十三條回路服務器回路4條，交換機回路3條，工作站回路2條,消防回路條，備用回路3條；根據調度機房2×3DLP屏和機房服務器交換機以及相關設備計算，本方安選擇30KVA后備電源,同時保證機房設備安全選用帶遠程網絡監(jiān)視。UPS電源選型接地方案利用氧化鋁辦公樓建筑物基礎地作防雷地及電源地筑基礎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屋頂女兒墻防雷.其接地電阻值一般都能滿足GB50057-94的要求，即≦4機房一般有四種接地形式，即：計算機專用直流邏輯地、交流工作地、安全保護地、防雷保護地。設計考慮采用原接地極，并采用聯合接地方式；接地電阻應小于１歐姆。直流工作地在大樓計算機機房內的布局是作數字電路等電位地（或邏輯接地網）該網用銅排在活動地板下，依據計算機設備布局，縱橫組成網格，配有專用接地端子,用編織軟銅線以最短的長度與計算機設備相連。計算機直流地需用接地干線引下至接地端子。原機房已有接地,可以在測試后直接利用已有接地.

產度揮心設生產調度指揮中心平面圖、效果圖生產調度指揮中心調度電話4方案用軟硬件介絡分核心交換機匯集交換機

4。頻分液晶監(jiān)視器間電UPS山特尼爾PKS新版介紹4。門WinCC介紹5項目施方案5。目施則控制系統合叉，控制系統合叉以最低限度不影響生產運行為原則。DCS系統合叉

序號123456789101112131415161718192021222324252627