鄂铝自动化控制系统方案.docx

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鄂铝自动化控制系统方案

大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝

科技有限公司自动化控制系统方案

内蒙古大唐鄂尔多斯利用高铝煤炭年产50万吨氧化铝及深加工一体化项目：

1分厂设置：

氧化铝分厂、电解碳素分厂、动力分厂、铝板带分厂。

2车间班组设置

2.1氧化铝分厂设置：

预脱硅车间、烧成车间、溶出车间、分解车间、辅助车间。

2.1.1预脱硅车间设置：

调配班组、脱硅班组、活钙班组、氢氧化钠蒸发班组。

2.1.2烧成车间设置：

磨制班组、调配班组、烧成班组、分离洗涤班组。

2.1.3溶出车间：

溶出班组、洗涤班组、脱碱班组、粗液脱硅班组。

2.1.4分解车间：

分解班组、碳酸母液蒸发班组、排盐班组、焙烧班组。

2.1.5辅助车间：

石灰烧制班组、原料班组、煤气制备班组、水班组。

2.2电解碳素分厂设置：

电解车间、碳素车间。

2.2.1电解车间设置：

电解班组、烟气净化班组、铸造班组、整流班组、运输班组。

2.2.2碳素车间设置：

煅烧班组、生阳极班组、焙烧班组、阳极组装班组、破碎班组。

2.3动力分厂设置：

发电部。

2.4铝板带分厂设置：

熔铸车间、板带车间。

2.4.1熔铸车间设置：

熔铸班组。

2.4.2板带车间设置：

板带班组。

3调度室和控制室的设置

3.1设全厂总调度室一个，位于生产办公楼内。

3.2氧化铝分厂设主控室一个，氧化铝调度室位于主控室内。

3.2.1氧化铝分厂5个车间20个班组，每个班组设置1个监控点，共设置20个监控室。

3.3电解碳素分厂调度室设在电解车间整流所监控室内。

3.3.1电解铝车间5个班组共设4个监控室。

3.3.2碳素车间5个班组共设5个监控室。

3.4动力分厂2×350MW超临界空冷机组采用炉、机、电集中控制，两台机组合设一个集中控制室。

设置全厂辅助车间集中监控系统，全厂辅助车间集中监控系统、电气网络控制系统、全厂消防火灾报警系统纳入主厂房集中控制室监控，不再单独设置控制室。

3.5铝板带分厂调度室设在熔铸车间熔铸监控室内。

3.5.1熔铸车间1个班组设1个监控室。

3.5.2板带车间1个班组设1个监控室。

4控制系统设置

4.1氧化铝分厂的20个监控点分别采用独立的PLC+上位机监控模式，各监控点的控制机柜布置在相应的控制室内，位置分散的工序拟采用PLC远程I/O方式接入相应监控系统，这样可以大量的减少电缆的用量。

并在此基础上建立氧化铝分厂集中监视系统，在氧化铝主控制室内实现氧化铝生产工艺的集中监视调度，集中监视系统采用1000M标准工业以太网，将氧化铝分厂20个控制点连成一体。

4.1.1氧化铝分厂主控室

●操作员站：

2套

●工程师工作站：

1套

●历史站：

1套

●冗余数据库服务器：

1对

●冗余交换机：

1对

4.1.2调配控制系统

主要包括：

粉煤灰贮仓及输送、粉煤灰预调配、粉煤灰分离及洗涤等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.1.3预脱硅控制系统

主要包括：

套管加热器等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.1.4活性硅酸钙制备控制系统

主要包括：

滤液槽、反应槽、叶滤机、带滤机、压滤机、中和槽、酸槽、沉降槽、烘干机、闪蒸干燥器、冷却机、活钙储仓、包装、堆栈等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.5氢氧化钠蒸发控制系统

主要包括：

氢氧化钠蒸发槽罐区、氢氧化钠蒸发、氢氧化钠蒸发循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.6磨制控制系统

主要包括：

煤粉制备、煤粉仓、石灰石仓、缓冲槽等。

系统配置：

●PLC控制系统：

2对冗余控制器

●操作员站：

3套

2.1.7调配控制系统

主要包括：

生料浆调配槽、合格槽、喂料泵等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.8烧成控制系统

主要包括：

煤粉磨、转子秤、熟料窑、冷却机、拉链输送机、破碎机、熟料仓、烧成循环水、空压站等。

系统配置：

●PLC控制系统：

3对冗余控制器

●操作员站：

5套

2.1.9分离洗涤控制系统

主要包括：

翻盘分离、脱硅后浆液槽、母液槽、混合浆液槽等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.10溶出控制系统

主要包括：

筒形溶出器、棒磨机、一段溶出槽、二段溶出槽、调整液槽、分离沉降槽等。

●PLC控制系统：

2对冗余控制器

●操作员站：

3套

2.1.11洗涤控制系统

主要包括：

洗涤沉降槽、脱碱槽、絮凝剂调配等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.12脱碱控制系统

主要包括：

硅钙渣压滤机、滤液槽等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.13粗液脱硅控制系统

主要包括：

套管加热器、沉降槽、反应槽、叶滤机、折带过滤机、精液槽等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.14分解控制系统

主要包括：

碳分槽、种分槽、沉降槽、平盘过滤机、氢铝仓、分解循环水、酸洗系统等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.15碳酸母液蒸发控制系统

主要包括：

碳分蒸发站、槽罐区等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.16排盐控制系统

主要包括：

排盐苛化、蒸发循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.17焙烧控制系统

主要包括：

氢氧化铝焙烧、氢氧化铝仓、堆栈、焙烧及空压站循环水、空压站等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.18石灰烧制控制系统

主要包括：

石灰石煅烧及CO2净化、石灰乳制备、CO2加压机、循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

2.1.19煤气制备控制系统

主要包括：

煤气站、煤气站鼓风机房、煤气站加压机房、煤气站循环水、酚水循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

2对冗余控制器

●操作员站：

3套

2.1.20原料控制系统

主要包括：

原料储运等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1个控制器

●操作员站：

2套

2.1.21污水处理控制系统

主要包括：

污水处理站。

系统配置：

●PLC控制系统：

1个控制器

●操作员站：

1套

●现场PLC触摸屏：

1套

4.2电解碳素分厂的9个监控点分别采用独立的PLC+上位机监控模式，各监控点的控制机柜布置在相应的控制室内，位置分散的工序拟采用PLC远程I/O方式接入相应监控系统，这样可以大量的减少电缆的用量。

并在此基础上建立电建碳素分厂集中监视系统，在电解车间整流所控制室内实现电解车间和碳素车间生产工艺的集中监视调度，集中监视系统采用1000M标准工业以太网，将电解碳素分厂9个控制点连成一体。

4.2.1电解碳素分厂调度室

●操作员站：

1套

●工程师工作站：

1套

●历史站：

1套

●冗余数据库服务器：

1对

●冗余交换机：

1对

4.2.2电解控制系统

主要包括：

电解槽、多功能天车、绝缘天车等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.3烟气净化控制系统

主要包括：

电解烟气净化子系统、余热回收子系统、氧化铝贮运子系统、天车加料等。

系统配置：

●PLC控制系统：

2对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.4铸造控制系统

主要包括：

铸造机、包装机及辅助设备，铸造循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.5整流所控制系统

主要包括：

220KV开关站、整流所、整流所循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.6煅烧控制系统

主要包括：

煅烧及余热利用，原料仓库、碳素区循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.7生阳级控制系统

主要包括：

生阳极车间、沥青溶化、残极处理、生阳极循环水等。

系统配置：

●PLC控制系统：

2对冗余控制器

●操作员站：

3套

4.2.8预焙阳极焙烧控制系统

主要包括：

焙烧及炭块库、焙烧烟气净化等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.9阳极组装控制系统

主要包括：

电解质清理、残极压脱、悬链输送机、磷铁环压脱机、浇铸站等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.2.10破碎控制系统

主要包括：

鄂式破碎机、圆锥破碎机、自磨机等。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

1套

●现场PLC触摸屏：

2套

4.3动力分厂每台单元机组设一套DCS分散控制系统。

4.3.1锅炉脱硝SCR反应器、除渣系统、锅炉吹灰装置、等离子点火装置、汽轮机旁路系统（BPS）、直接空冷系统拟直接纳入单元机组DCS系统监控。

烟气脱硫装置拟采用DCS远程控制站纳入单元机组DCS系统监控。

4.3.2机组公用分散控制系统，采用与单元机组分散控制系统相同的硬件，通过网桥分别与两台单元机组DCS网络相连。

机组公用分散控制系统不设置独立的操作员站，通过网桥，可分别由两台单元机组DCS操作员站进行监视与操作（操作上考虑两台机组互为闭锁）。

纳入机组公用分散控制系统的车间（系统）包括：

辅机循环水泵及机力通风冷却塔、全厂配气中心、脱硫公用系统、脱硝制氨车间、燃油泵房、主厂房工艺公用系统、厂用电源公用部分。

其中，辅机循环水泵及机力通风冷却塔、全厂配气中心、脱硫公用系统、脱硝制氨车间以DCS远程站方式接入机组公用分散控制系统，燃油泵房以远程I/O方式接入主厂房工艺公用系统。

4.3.3辅助车间按照工艺性质划分，设置水、煤、灰三个集中监控点，并在此基础上建立全厂辅助车间集中监控系统，在主厂房集中控制室内实现全厂辅助车间集中监控，就地无人值班。

为便于运行，系统设置厂级/监控点级控制方式供运行人员选择。

全厂辅助车间集中监控网络采用1000M标准工业以太网。

各辅助车间采用统一硬、软件平台的PLC+上位机监控模式，控制机柜均就近布置在各车间电子设备间内，为便于系统调试、运行初期和正常运行后的检修维护，在重要的车间设置就地操作和调试接口。

对于系统简单，位置分散的车间拟采用PLC远程I/O方式接入全厂辅助车间集中监控系统。

4.3.4启动锅炉及软化水处理系统采用常规仪表实现车间集中控制。

4.4铝板带分厂的2个监控点分别采用独立的PLC+上位机监控模式，各监控点的控制机柜布置在相应的控制室内，位置分散的工序拟采用PLC远程I/O方式接入相应监控系统，这样可以大量的减少电缆的用量。

并在此基础上建立铝板带分厂集中监视系统，在熔铸监控室内实现铝板带生产工艺的集中监视调度，集中监视系统采用1000M标准工业以太网，将铝板带分厂2个控制点连成一体。

4.4.1铝板带分厂调度室

●操作员站：

1套

●工程师工作站：

1套

●历史站：

1套

●冗余数据库服务器：

1对

●冗余交换机：

1对

4.4.2熔铸控制系统

主要包括：

100t矩形熔铝炉、100t燃气保温炉、铝熔体在线处理系统、高精度过滤装置、60t双室炉、100t液压半连续铸造机、扁锭锯切机、烟气除尘系统。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

4.4.3板带控制系统

主要包括：

铸锭铣床、立推式铸锭均/加热炉、2400mm“1+3”热轧机组、数控精密轧辊修磨机、2300mm冷轧机、1850mm冷轧机、90t退火炉、卷材包装机组、纵切机组、卷进材立体化智能管理装置。

系统配置：

●PLC控制系统：

1对冗余控制器

●操作员站：

2套

5SIS系统设置

5.1设厂级监控信息系统（SIS）一套。

SIS系统依靠计算机网络系统在统一的GPS时标下采集各分厂生产过程实时数据，为生产过程的优化控制和全厂优化管理提供所需的数据，加强了企业内部的生产调度管理，使得企业生产控制过程在实时监控之下。

5.1.1在各分厂调度室和动力车间电子间内布置单向隔离器。

在氧化铝主控制室内布置SIS系统数据采集交换机、实时数据库服务器、硬件防火墙。

SIS系统数据采集交换机与各分厂数据库服务器通讯采集数据，并将数据经防火墙与行政办公楼MIS交换机通讯，在总调室、各分厂调度室、各车间和相关生产管理人员的办公电脑内安装SIS系统软件，即可看到各分厂生产工艺系统画面和生产过程实时数据。

6氧化铝、电解、碳素、铝板带控制方式

6.1DCS系统控制器容量大造价高，备品备件贵。

PLC系统有各种容量的控制器。

根据各监控点工艺系统I/O点数选取PLC控制器的容量，这样可以降低控制系统的造价。

6.2现场大部分设备设置就地控制箱，用于调试、试生产、事故处理时用，控制箱上配置电机电流表、远方/本地切换开关、启/停按钮、启/停指示灯。

6.3部分厂供设备（空压机、CO2加压机、隔膜泵等）配带PLC控制器的，这些设备的启、停、已启、已停信号与相关监控室的控制系统采用硬接线方式，其余信号如温度、流量、压力、物位、振动、故障等信号采用通讯方式。

6.4电动机引入PLC信号

电动机信号 ：

①电动机启（DO）

②电动机停（DO）

③电动机合闸状态（DI）

④电动机跳闸状态（DI）

⑤电动机电流（AI）

⑥电动机事故跳闸状态（DI）

⑦电动机控制电源消失（DI）

⑧电动机控制回路故障（DI）

⑨电动机保护信号（超时启动、过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承温度、定转子偏心、外部故障、反时限时）（DI）

第①～⑤需硬接线进PLC。

第⑥～⑨项均属于故障信号，方案一：

采用硬接线只输入一个总的故障信号，具体故障则显示在现场开关柜上，不进PLC；方案二采用通讯方式进PLC。

这样可节省I/0模件和电缆。