新型碳素材料绿色制造关键工艺智能控制系统集成与应用

新型碳素材料绿色制造关键工艺智能控制系统集成与应用

樊少璞

河南省宝丰县

摘要：《中国制造2025》明确了新兴产业和传统产业的转型升级《国家有色金属发展规划(2016-2020年)》明确支持超大型金属发展铝电解智能技术，铝电解技术升级和低排放技术。大力扶持国家产业在发展规划方案下，为了实现国家超低排放的环境保护治理要求，函寄集团实现了新型智能制造模式在国内碳行业的首次应用，使传统生产流程更加高效与人工智能相结合，以模块化、数字化、自动化和智能化为手段计算机网络技术、工业云技术、大数据分析技术、信息安全技术拓，已搭建了一套生产控制集成系统平台。最后创造几个人值班，由经济运行、高效管理、天生安全、环保的超大型新型碳材料工艺绿色智能工厂的新模式。经过努力，项目体系能力、产品单重达到国内、国际领先水平。本文以该工程为例，结合实际和重点工程全面管理，描述了项目智能控制系统的整体实施过程和管理。

关键词：新型碳素材料；智能控制系统

1工序智能控制系统煅烧的集成与应用

在煅烧车间控制系统中，煅烧控制通常是主要部分系统，原料储存系统，水循环系统，无热煅烧系统、锅炉余热系统、脱硫脱硝系统、物料排放控制系统和炮塔系统用于翻车。在工厂车间进行煅烧在燃烧过程中，会发现煅烧车间的各个子系统都是独立的特殊除尘及电气电子设备室、在煅烧车间系统控制方面，需要自动控制，在自动化过程中有要求全封闭状态，非常高的环境要求，控制柜模拟数采集并划分现场温度、压力等模拟数据最后，模块输出到现场用于压力传感等设备做循环PID控制。

用于原料控制系统、水循环系统、热媒煅烧系统、锅炉余热系统、脱硫脱硝系统分系统通过控制器设置相关的控制信号，自动输入，设备按下一系列的自动化过程，如连续的启动和关闭。通过场景结合该方案实现了原料的储存、锅炉的煅烧、水压的增减少、水循环、污水处理等一系列自动处理目标，从而大大减少了人力使用的数量，达到了整体自动流量控制。跳线的出料控制系统和运行系统这两种系统的控制对于人类来说是比较复杂的工作检查和手动控制，具有较长的距离，整体到说比较不方便，一般通过PLC小分段控制结合第三网络系统的数据采集方式，通过14PLC、馈线84 PLC等设备部件通过光纤通信通过DCS控制系统进行大数据编程处理，分析第三方网络数据，统一数据处理结果通过网络将煅烧车间的控制局域网传输给煅烧车间的工人工程师，在煅烧车间，一般由两名工程师和四人操作成员，两个历史站和一个打印站组成一个控制中心，在控制中在中心的组态软件中，对上传的采集数据进行综合处理检查人员和操作人员进行分析和实时数据挖掘，并对历史数据进行调度，对报警数据检查其运行情况作为一个记录。手工日常绩效分析，日报表、月报表、年度报表等。从而实现了煅烧车间的自动化流程管理，提高了工作效率工作人员正以少量人力的效率工作。

2成型工序智能控制系统的集成与应用

成型车间控制中心系统包括:成型车间控制核心、空压机控制系统、空压站循环水系统、沥青储运系统系统，残电极处理系统，接触网控制系统。成型车间的特点是配料简单流动的自动化程度高，采用智能配料，原料配比和只使用两种材料(骨料、粉料)，工艺环节和工艺控制都比较简单，全数据上传到和利时智能控制DCS控制系统，但过程自动化精度要求高，工艺流程要求无人值守。空压站循环水系统和沥青储运系统的过程控制简单单系统采用DCS控制采集控制设备实现自动启动、停止和编号根据实时分析的控制方式。

空压机控制系统、残留处理系统、接触网控制系统采用了DCS控制系统与第三方通信相结合的方式分散设备采用PLC控制、空压机滤清器综合到位而干燥机共8台PLC，空压机4台PLC，空压冷却水1台PLC;破碎和润滑站，电机设备和悬链线系统用于残电极处理形成控制的光纤通信采集数据和智能控制的时间站内，通过DCS控制系统对DPU上的每台空压机、余杆进行采集并将接触网系统的数据对比分析上传到造型车间控制中心。然后通过2个工程师、2个操作工、2个挂历的成型控制车间历史工位和1个印刷工位的数据分析处理是通过成型车间进行调整的实现自动化、智能化生产，人员可以在现场控制工艺流程。使单线产能达到60t/h，成为全球最大的生产基地车间。

3工序智能控制系统培烧的集成与应用

焙烧车间控制中心系统具有自动堆料程度高的特点包装和库存管理的数据报告历史存储处理要求，运行联锁保护对系统的快速响应和批量数据处理有很高的要求度高。

根据焙烧车间的控制特点，采用和利时进行施工智能控制系统DCS直接控制，对燃烧控制系统，10kV配电系统、编组解组系统采用现场多方通信协议组合控制系统中，直接通过光纤到第三方通信多协议直接连接而获利当智能控制DCS系统时，通过hollycom (OPC)通信合时组态程序软件对现场数据直接操作有较高要求数据处理，焙烧车间控制中心2个工程师站，4个操作站、2个历史站和1个打印站集中控制和分布分析。首先通过2个工程站安装OPC通信软件，在第三个Square通讯协议(设备)收集数据进行存储和实时分析。然后通过工程师软件编写和利润组态程序上的数据进行操作加工和工艺流程控制编程，形成自动控制该程序然后控制第三方设备的通信输出到现场设备现场设备实现远程直接控制和数据采集。

4新型碳素材料全条流水生产线的智能控制系统的集成和应用

在综合调度控制中心系统中，一般包括焙烧和成型型号、供热系统、服务器存储和转换系统、配电中心系统系统和远程控制站。适度的控制中心通常以智力为特征能否高度集成、核对系统点信息高度准确分析，通过煅烧车间控制中心系统，成型车间加热车间控制中心系统与控制中心形成系统实现了网络化网络全面监控，最终覆盖到合时智能控制系统并建立了整个工厂上下到工业系统的控制网络控制系统。对于不同车间的不同工艺品牌的不同工艺设备，实现了不同控制单元的不同子系统之间的通信集成服务器双热备实时数据库，远程控制，实时数据采集与分析，实时趋势分析，历史分析趋势功能可以查看多个点或单个点不同时间段的数量根据分析比较，实现全现场集中智能监控。

基于综合调度中心的综合平台，构建了一套适用于碳材料全流程装配线的智能化生产和工业一体化可以建立适合大数据分析和服务的平台平台和远程监测诊断平台。在平台上为成功打下基础对碳材料的开发实现了全自动化、全可视化的方式一个监控系统，使整个工厂的管理工作实现自动化员工可以对整个工作过程进行全方位的实时监控工业效率有了很大的提高，智能工厂的建设和人员都有了提高员工的利用率。

结束语

该项目是通过使用新型碳材料的关键工艺设备开发的并以本系统的开发为指导，在项目的建设中，运用皆从动态化、信息化、数字化、工业化、大数据、智能化化工生物生产用于生产加工的新型碳材料。通过对本项目的实际调研，从上述到项目立项、项目管理计划、项目指导与管理方法、项目监督与控制方法。项全面督办控制管理工作，集智慧在碳材料的研发和制造方面处于领先地位提高自主品牌的生产能力和市场竞争力。从而促进了新型碳材料的智能化发展。同时通过实施该项目，国内使用了新型碳材料该发布标准起到了模范作用，大大减少了环环境污染减少了人力资源的使用，提高了生产效率。

参考文献：

1. 王常力, 罗安. 分布式控制系统（DCS）设计与应用实例（第2版）[M]. 北京 : 电子工业出版社, 2016.

2. 张玉雷，王冉，韩栋.新型碳素材料绿色制造关键工艺智能控制系统集成与应用[J].自动化博览，2019（8）：78-81.

身份证号码：41042119871021****