基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的稀土冶煉分離智能化工廠改造

蔣超超 韋世強(qiáng) 周健

摘 要：針對(duì)我國(guó)稀土冶煉分離工藝的現(xiàn)狀及智能化水平較低的問題，本項(xiàng)目基于中鋁廣西國(guó)盛稀土開發(fā)有限公司的稀土冶煉分離廠為基礎(chǔ)，在稀土冶煉分離工藝中，采用了一系列工藝模擬仿真工具、在線、自動(dòng)檢測(cè)儀器儀表、信息有線/無(wú)線傳輸技術(shù)、先進(jìn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析挖掘方法、智能預(yù)測(cè)診斷模型以及報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)改造，主要研究?jī)?nèi)容有：萃取分離中控總調(diào)度數(shù)字化智能化控制平臺(tái)技術(shù)研究；生產(chǎn)物料信息采集及分析系統(tǒng)智能化控制技術(shù)研究；冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)智能化控制技術(shù)等。

關(guān)鍵詞：智能化；稀土冶煉；分離；技術(shù)改造

0 引言

本項(xiàng)目通過(guò)建設(shè)生產(chǎn)車間智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、節(jié)能環(huán)保與環(huán)境智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與全廠區(qū)電視視頻智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)三大系統(tǒng)，重點(diǎn)整合各系統(tǒng)的指令接收與發(fā)出，大幅度提高傳統(tǒng)冶煉分離車間的信息化、自動(dòng)化、智能化設(shè)備和運(yùn)行穩(wěn)定性，使稀土冶煉分離企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、專業(yè)化和清潔化的目標(biāo)。

1 稀土冶煉分離智能化工廠技術(shù)改造項(xiàng)目?jī)?nèi)容分析

1.1 萃取分離中控總調(diào)度數(shù)字化智能化控制平臺(tái)技術(shù)

調(diào)度中心平臺(tái)的建設(shè)整合了分布于廠區(qū)各處的自控、故障檢測(cè)、在線分析、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)。通過(guò)人機(jī)對(duì)話的形式對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程、安保的監(jiān)控與調(diào)度工作實(shí)現(xiàn)了集約化管理，使指揮調(diào)度工作進(jìn)入了高度集成的智能化管理時(shí)代，既科學(xué)、高效的實(shí)現(xiàn)了信息采集與監(jiān)督管理，又極大方便了控制輸出與調(diào)度分配，大大提高了工作效率。其技術(shù)要點(diǎn)主要有：自動(dòng)控制系統(tǒng)的接入；冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)的接入；產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接入；視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入；調(diào)度中心平臺(tái)等。

1.2 生產(chǎn)過(guò)程物料信息采集及分析系統(tǒng)智能化控制技術(shù)

技術(shù)要點(diǎn)主要有：儀表安裝及接線；DCS系統(tǒng)軟件的安裝及編輯組態(tài)；系統(tǒng)與儀表聯(lián)調(diào)。技術(shù)優(yōu)勢(shì)有：DCS系統(tǒng)技術(shù)成熟，是國(guó)內(nèi)知名的自控系統(tǒng)，編程語(yǔ)言類C語(yǔ)言，簡(jiǎn)單易掌握；人機(jī)界面簡(jiǎn)易操作性高。DCS系統(tǒng)使用雙層控制局域網(wǎng)，雙層網(wǎng)絡(luò)冗余，讓系統(tǒng)的運(yùn)行更穩(wěn)定，操作不易中斷，數(shù)據(jù)更安全。流量控制系統(tǒng)是一個(gè)反饋系統(tǒng)，利用反饋系統(tǒng)的閉環(huán)控制回路特點(diǎn)，抑制及消除干擾信號(hào)的作用，使系統(tǒng)輸出信號(hào)及其貼近輸入值，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。儀表根據(jù)工作環(huán)境及生產(chǎn)參數(shù)需求合理選型，安裝過(guò)程中多采用多采用旁路形式嵌入傳統(tǒng)流程，與人工手動(dòng)系統(tǒng)互為備份既方便檢修又能在檢修期間維持生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1.3 冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)智能化控制技術(shù)

針對(duì)萃取生產(chǎn)線的工藝要求，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)將局部的、具有相對(duì)獨(dú)立功能的本地監(jiān)測(cè)工作站互聯(lián)起來(lái)，滿足數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控需要。通過(guò)對(duì)比4個(gè)月的皮帶故障次數(shù)發(fā)現(xiàn)安裝冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)后大大降低了皮帶故障率，基本杜絕了因?yàn)殡姍C(jī)故障造成的壓槽現(xiàn)象。冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)在電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)報(bào)警，大大降低員工的尋槽強(qiáng)度。

1.4 產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)智能化控制技術(shù)

本系統(tǒng)采用鋼研納克XOR-50 稀土配分在線分析儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同分離段萃取分離過(guò)程中的稀土元素的配分含量，數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳入調(diào)度中心，技術(shù)員可根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行工藝調(diào)整，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的判定產(chǎn)品的質(zhì)量，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，減少物耗和能耗。儀器取樣點(diǎn)設(shè)置在 C-58 級(jí)，B2-15 級(jí)和 A-10 級(jí)，C58級(jí)采用料液原位置抽取-送回原槽體的方式。其他兩個(gè)取樣點(diǎn) B2-15，A10 由于料液來(lái)料位置較遠(yuǎn)，分析余液均輸送至附近B2槽體。儀器已接入工廠DCS系統(tǒng)中，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)采集單元將監(jiān)測(cè)結(jié)果和監(jiān)控信息按數(shù)據(jù)庫(kù)及報(bào)告格式進(jìn)行處理，同時(shí)通過(guò)通信電纜將數(shù)據(jù)上傳至調(diào)度中心，實(shí)時(shí)顯示本廠冶煉過(guò)程的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.5 環(huán)保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化控制技術(shù)

本系統(tǒng)主要針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水及生活廢水，采用在線監(jiān)測(cè)設(shè)備及智能調(diào)控技術(shù)，快速、高效的對(duì)廢水進(jìn)行處理、回收，使之達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)后方排放。統(tǒng)計(jì)隨機(jī)抽查的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)污水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋及自動(dòng)化的參數(shù)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程的可控操作，大大降低員工的工作強(qiáng)度。

2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)

項(xiàng)目解決了生產(chǎn)信息采集及分析系統(tǒng)智能化控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，建成冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)智能化控制、產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)智能化控制、環(huán)保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化控制、工廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化控制等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在稀土冶煉分離設(shè)備、儀器儀表與中控室平臺(tái)進(jìn)行的智能化監(jiān)控、調(diào)節(jié)。通過(guò)引入兩化融合、互聯(lián)網(wǎng)的智能制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了稀土冶煉分離智能化工廠的建設(shè)。本項(xiàng)目根據(jù)項(xiàng)目申報(bào)的技術(shù)要求，順利完成了所有在線儀器儀表的調(diào)試工作，試運(yùn)行效果良好，達(dá)到相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目通過(guò)建立生產(chǎn)車間智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，建成了萃取分離中控總調(diào)度數(shù)字化智能化控制平臺(tái)，解決了生產(chǎn)過(guò)程物料信息采集及分析系統(tǒng)智能化控制技術(shù)、冶煉分離電機(jī)系統(tǒng)智能化控制技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)智能化控制技術(shù)、環(huán)保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化控制技術(shù)、數(shù)字化感知系統(tǒng)智能化控制技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，大幅提高了冶煉分離車間的信息化、自動(dòng)化、智能化設(shè)備和運(yùn)行穩(wěn)定性，使稀土冶煉分離工廠實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化運(yùn)行的目標(biāo)。稀土冶煉分離智能化工廠技術(shù)改造的成功，大大降低了員工的工作強(qiáng)度，提高了工作效率，為企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)在稀土分離企業(yè)起到了很好的示范作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]呼躍軍.工藝落后導(dǎo)致環(huán)保長(zhǎng)期過(guò)不了關(guān)我國(guó)將力推稀土行業(yè)技術(shù)改造[J].中國(guó)石油和化工，2012（9）：17-17.