随着雲計算、大資料、人工智能、物聯網、移動網際網路等新一代網絡資訊技術日益成熟,流程行業正在圍繞“精準、高效、優質、低耗、安全、環保”目标,打造高水準智能工廠。
目前,流程行業生産過程控制普遍存在以下問題:控制系統設定依賴人工決策參與,控制過程無法實作完全自動化;品質判斷、檢測需要人工,無法實作線上實時控制,難以達到理想控制效果。
東土科技流程工業決策控制一站式解決方案,基于高實時虛拟化Intewell作業系統和MaVIEW一體化控制軟體平台,在一台邊緣控制器裝置上內建智能優化、資料存儲、實時控制、可視化、數字孿生功能,實作流程工業生産過程的智能化和少人化。
01 熔煉過程智能運作優化控制與監控一體化系統
A 方案背景
電熔鎂熔是通過控制三相電極與爐内熔池液面處于合适位置形成電弧放熱,将電能轉化為熱能,利用熱将原料菱鎂礦石轉變成電熔鎂砂。熔煉過程中,電能成本占整個電熔鎂砂生産成本的60% 以上,控制三相電極電流穩定是提高産品産量,進而降低産品單噸能耗的必要手段,是以電熔鎂爐控制的核心是電極電流的控制。為了保證電熔鎂砂産品品質,降低生産成本,需要根據能耗要求給出合理電流設定值,并且使電極電流跟蹤電流設定值。
目前電熔鎂爐工藝控制的主要問題:1. 産品的産量低、單噸能耗高;2. 對生産裝置和操作人員的安全造成威脅。
B 解決方案
東土科技熔煉過程智能運作優化控制與監控一體化系統,采用東土科技邊緣控制器,搭載高性能的處理器和高性能顯示卡,内置高實時虛拟化Intewell工業作業系統,同時隔離運作實時系統與非實時系統兩種環境。其中的實時系統配套MaVIEW一體化控制軟體平台,實作了邏輯控制、回路控制和過程監控,為實作智能運作優化控制提供了必要條件。非實時系統包括了Windows10和Ubuntu兩個環境,Windows10環境下運作電流控制轉換、資料庫,Ubuntu 環境下運作優化以及監控、資料采集和處理、工況識别與自校正軟體。
該系統将現場工況感覺、電熔鎂爐的智能優化與實時控制等多種任務一體化,打造成為具備自主決策能力的創新型工業控制系統,同時控制器硬體裝置、底層的作業系統、控制軟體、智能優化算法等均為100%自主研發,從根本上保證了工業安全可控。
C 方案效能
在遼甯省某集團下屬電熔鎂砂生産廠,年生産各種品位的電熔鎂砂30萬噸以上,該生産廠應用東土科技“熔煉過程智能運作優化控制與監控一體化系統”進行實際部署及測試,結果表明相比原有的人工設定值方式,單噸能耗降低了5.1%,減少了電極電流波動,減少了異常工況發生進而保障了電爐的系統壽命,并降低了勞工強度。
02 氧化鋁蒸發與堿液調配、氧化鋁溶出過程智能一體化控制系統
A 方案背景
氧化鋁蒸發與堿液調配:
苛性堿溶液是氧化鋁生産中的重要原料,氧化鋁蒸發與堿液調配的目的是調配出料苛性堿濃度(nk)的合格堿液。
該過程的控制目标是:在保證生産安全的前提下,将蒸發出料苛性堿濃度nk控制在一定的範圍内,提高出料苛性堿濃度的合格率。
目前問題:目前生産調節依據的苛性堿濃度主要依靠人工化驗,時間長,效率低,且人工難以及時準确地計算出原液、母液以及液堿流量回路的設定準确值,造成苛性堿濃度波動大,常常超出工藝要求目标值範圍,導緻苛性堿濃度的合格率降低。
氧化鋁溶出過程:
溶出過程是拜耳法生産氧化鋁的主要工序,高濃度的苛性堿液與鋁土礦漿中氧化鋁水合物在高溫高壓環境下發生化學反應,生成鋁酸鈉溶液。
該過程的控制目标是控制氧化鋁溶出率和溶出液的苛性比值,該名額與産量有直接關系。
目前問題:目前在大多數采用拜耳法生産氧化鋁的企業中,苛性比值主要依靠人工化驗完成,化驗滞後大,難以線上檢測苛性比值實作及時控制,影響産量。
B 解決方案
上下檢視對比
利用原工廠MES系統、DCS系統,搭建基于邊緣控制器的智能檢測與設定一體化優化控制系統,将原人工控制系統變成智能化自動控制系統。
東土科技智能檢測與設定一體化控制系統解決方案,基于高實時虛拟化Intewell作業系統的邊緣控制器,內建智能檢測、智能設定、資料存儲和反向控制功能,采用規則推理技術将人工控制經驗轉化為規則知識,同時兼顧更多的影響變量,實作了對氧化鋁生産過程中的智能實時線上檢測和智能設定,解決了人工控制效率低、合格率低的問題,并關注系統安全運作與優化,為生産過程定制性能優、合格率高、能耗低、并可延壽的全面技改方案,提升生産工藝價值。
C 方案效能
山西某知名氧化鋁化工企業,應用東土科技該智能檢測與設定一體化控制系統解決方案。經檢測,氧化鋁蒸發過程,堿液調配測量精度提高了88.0%;堿液調配NK合格率為81.6%,比人工設定提高了3.9%;堿耗降低,平均每年節約一頓堿。
溶出過程,苛性比值精度提高了45.2%,苛性比值控制穩定在1.4附近;苛性比值合格率為100%,與人工設定相比,提高了5.65%;産品品質提高3.69%,對應氧化鋁産量提高0.28%。