一種氧化鋁生產控制方法
2023-11-01 12:48:57 1
專利名稱：一種氧化鋁生產控制方法
技術領域：
本發明涉及化工生產過程控制技術領域，尤其是涉及一種氧化鋁生產控制方法。
背景技術：
高鋁粉煤灰是近些年來隨著我國煤炭資源的開發以及火力發電廠的建設，出現的一種新的粉煤灰類型，其氧化鋁含量通常很高，相當於我國中低品位鋁土礦中氧化鋁的含量。近些年，隨著我國鋁土礦資源的日益短缺，利用高鋁粉煤灰生產氧化鋁越來越引起人們的重視。從粉煤灰中提取氧化鋁是將粉煤灰作為一種二次資源的高附加值利用，相比於將粉煤灰應用於建築、建設及農業領域的研究，從粉煤灰中提取氧化鋁等有用資源的研究目前仍處於理論研究階段。目前常用的方法可以分為酸法和鹼法，酸法較有代表性的是硫酸浸泡法，鹼法代表的有石灰石燒結法和鹼石灰燒結法。隨著分散控制系統(DCS)的日益成熟，DCS在各行各業的應用越來越廣泛，但是尚未見利用鹼石灰燒結法來生產氧化鋁的DCS控制系統。鹼石灰燒結法來生產氧化鋁整個生產過程對物料及反應器的溫度、壓力、配料流量等指標的控制非常嚴格；同時為保證分解槽攪拌等要求除去在流程中進入母液中的多餘水分，達到工藝要求的母液濃度。不間斷運轉設備的連續運行，以及隔膜泵、壓煮器等高溫、高壓、高鹼設備和焙燒系統易燃易爆設備的安全運行，要求控制系統具備非常高的可靠性和完備的保護連鎖。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種氧化鋁生產控制方法，實現對生產全過程數據的集中監視、集中管理，提高安全生產水平和生產效率。為達到上述目的，本發明採用以下技術方案
該方法採用分散控制系統對各車間生產過程進行集中控制，所述分散控制系統包括信息控制中心和各車間中控室，信息控制中心設置上位機，各車間中控室設置冗餘數據處理器、冗餘數據交換器和車間監控終端，各車間中控室的冗餘數據處理器通過該中控室的冗餘數據交換器與一環狀光纖通訊網絡相連，上位機包括若干監視器和控制終端，上位機通過網絡伺服器與所述環狀光纖通訊網絡相連；各車間中控室的冗餘數據處理器均與該車間的PLC控制子系統相連，各車間監控終端與該車間中控室的冗餘數據交換器相連；各車間 PLC控制子系統中均採用智能電機控制器，智能電機控制器用以該車間現場所有的電機控制、參數採集處理以及與PLC控制子系統的通訊；各車間中控室包括原料破碎車間中控室、 原料磨車間中控室、漿料調配車間中控室、熟料燒成車間中控室、熟料溶出車間中控室、赤泥沉降脫矽車間中控室、品種分解過濾車間中控室、蒸發車間中控室、二氧化碳壓縮站中控室和成品過濾車間中控室。本發明的有益效果是
通過軟體實現了原料磨入磨物料的精確計量控制和自動調節；現場所有的電機控制及參數採集處理及與PLC的通訊均採用電機控制器來實現，用電機控制器代替了傳統的複雜的電機控制迴路，使電機 的控制和檢修更為簡單和可靠；控制系統採用上位機監控方式，取代傳統的操作盤和模擬盤控制方式，整個自動化控制系統的運行操作和監視全部在上位機實現。在上位機上不僅能顯示電機的運行狀態、過程參數、報警等，還可以進行各運行方式的選擇和切換，進行自動程控操作，同時還具有模擬量參數顯示、棒狀圖顯示、聲光報警等功能；建立全廠生產調度計算機監控系統，形成了一個光纖環網，提高了生產及調度的效率及能力，建立了一個覆蓋全廠各個監控系統的生產管理網絡，完成了生產調度管理系統的建設開發，實現了調度中心對全廠生產過程數據的集中監視、集中管理。本發明的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
圖1為本發明方法中的分散控制系統結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。如圖1所示，本發明的方法採用分散控制系統對各車間生產過程進行集中控制， 所述分散控制系統包括信息控制中心13和各車間中控室，其中，各車間中控室包括原料破碎車間中控室4、原料磨車間中控室5、漿料調配車間中控室6、熟料燒成車間中控室7、熟料溶出車間中控室8、赤泥沉降脫矽車間中控室9、品種分解過濾車間中控室10、蒸發車間中控室3、二氧化碳壓縮站中控室2和成品過濾車間中控室1。信息控制中心13設置上位機， 各車間中控室設置冗餘數據處理器、冗餘數據交換器和車間監控終端，各車間中控室的冗餘數據處理器通過該中控室的冗餘數據交換器與一環狀光纖通訊網絡14相連，上位機包括若干監視器和控制終端，上位機通過網絡伺服器與所述環狀光纖通訊網絡14相連；各車間中控室的冗餘數據處理器均與該車間的PLC控制子系統相連，各車間PLC控制子系統中均採用智能電機控制器，智能電機控制器用以該車間現場所有的電機控制、參數採集處理以及與PLC控制子系統的通訊。各車間對應的冗餘數據處理器、冗餘數據交換器、車間監控終端和PLC控制子系統連接方式類似，以分解過濾車間為例，該車間中控室10的冗餘數據處理器c通過該中控室的冗餘數據交換器b與環狀光纖通訊網絡14相連，該車間中控室的冗餘數據處理器c均與該車間的PLC控制子系統d相連，該車間的監控終端a與冗餘數據交換器b相連，該車間PLC控制子系統d中均採用智能電機控制器，智能電機控制器用以該車間現場所有的電機控制、參數採集處理以及與PLC控制子系統的通訊。實際生產過程中，氧化鋁生產按生產流程主要分為原料、溶出、沉降、分解、焙燒、 蒸發等幾大車間。如燒結法100kt/a粉煤灰綜合利用DCS控制系統共涉及12套PLC控制子系統，分別為
1、原礦槽破碎及均化堆場PLC系統；
2、原料磨房PLC系統；
3、料漿調配PLC系統；4、熟料燒成PLC系統；
5、熟料溶出及儲運PLC系統；
6、赤泥分離及脫矽PLC系統；
7、種分、碳分、晶種過濾PLC系統；
8、成品過濾PLC系統；
9、蒸發區域PLC系統；
10、C02壓縮站PLC系統；
11、石灰爐PLC控制系統；
12、氧化鋁焙燒PLC控制系統。以上各PLC控制系統除11、12項夕卜，已預留標準乙太網通訊接口，可以實現調度組網的要求。PLC控制子系統採用AB的Contrologix控制系統，利用DCS對整個系統中的設備進行數據採集和控制，而通過上位計算機的人機接口對系統設備發出控制命令，同時系統中各設備的運行狀態信息在上位機監控畫面上直觀，動態地顯示出來。各生產車間PLC 控制系統與通訊中心之間通過光纜連接，在各控制子站增加一個光纖交換機，實現各生產車間控制系統與調度中心的通訊網絡連接。使用ST504智能電機控制器對電動機的過載、堵轉、tE時間保護等故障予以保護， 並有測量、自我診斷、維護管理、總線通訊等功能。保護器基於微處理器技術，採用模塊化設計結構，產品體積小，結構緊湊，安裝方便，在各種抽屜櫃中可直接安裝使用，並可以根據電機的運行情況通過總線直接與相應的PLC進行通訊，實現了工業自動化集中控制管理。採用M0DBUS_RTU通訊規約；控制器面板帶有四個編程按鍵，用戶可現場方便的實現顯示切換、儀表參數編程設置，具有很強的靈活性。有多種擴展功能模塊可供選擇4路模擬量(4 20mA)輸出，可實現電量的變送輸出功能；4路開關量輸入和4路開關量輸出可實現本地或遠程的開關信號監測和控制輸出功能。
智能電機控制器的使用取代了傳統的塑殼斷路器(僅用刀熔開關即可)、熱繼電器、電流互感器、多種信號燈、電流表、大電流按鈕(僅需信號按鈕)、大量中間繼電器和時間繼電器、變送器、PLC和電纜等；取代了以往複雜的電機控制迴路，使電機的控制更為簡單和可罪。
本發明的方法主要解決了以下問題通過軟體實現了原料磨入磨物料的精確計量控制和自動調節；現場所有的電機控制及參數採集處理及與PLC的通訊均採用電機控制器來實現，用電機控制器代替了傳統的複雜的電機控制迴路，使電機的控制和檢修更為簡單和可靠；控制系統採用上位機監控方式，取代傳統的操作盤和模擬盤控制方式，整個自動化控制系統的運行操作和監視全部在上位機實現。在上位機上不僅能顯示電機的運行狀態、 過程參數、報警等，還可以進行各運行方式的選擇和切換，進行自動程控操作，同時還具有模擬量參數顯示、棒狀圖顯示、聲光報警等功能；建立全廠生產調度計算機監控系統，形成了一個光纖環網，提高了生產及調度的效率及能力，建立了一個覆蓋全廠各個監控系統的生產管理網絡，完成了生產調度管理系統的建設開發，實現了調度中心對全廠生產過程數據的集中監視、集中管理。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所 做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1. 一種氧化鋁生產控制方法，其特徵在於該方法採用分散控制系統對各車間生產過程進行集中控制，所述分散控制系統包括信息控制中心和各車間中控室，信息控制中心設置上位機，各車間中控室設置冗餘數據處理器、冗餘數據交換器和車間監控終端，各車間中控室的冗餘數據處理器通過該中控室的冗餘數據交換器與一環狀光纖通訊網絡相連，上位機包括若干監視器和控制終端，上位機通過網絡伺服器與所述環狀光纖通訊網絡相連；各車間中控室的冗餘數據處理器均與該車間的PLC控制子系統相連，各車間監控終端與該車間中控室的冗餘數據交換器相連；各車間PLC控制子系統中均採用智能電機控制器，智能電機控制器用以該車間現場所有的電機控制、參數採集處理以及與PLC控制子系統的通訊；各車間中控室包括原料破碎車間中控室、原料磨車間中控室、漿料調配車間中控室、熟料燒成車間中控室、熟料溶出車間中控室、赤泥沉降脫矽車間中控室、品種分解過濾車間中控室、蒸發車間中控室、二氧化碳壓縮站中控室和成品過濾車間中控室。
全文摘要
本發明公開了一種氧化鋁生產控制方法，該方法主要採用分散控制系統對各車間生產過程進行集中控制，所述分散控制系統包括信息控制中心和各車間中控室，信息控制中心設置上位機，各車間中控室設置冗餘數據處理器、冗餘數據交換器和車間監控終端，各車間中控室的冗餘數據處理器通過該中控室的冗餘數據交換器與一環狀光纖通訊網絡相連，上位機包括若干監視器和控制終端，上位機通過網絡伺服器與所述環狀光纖通訊網絡相連；該發明方法實現對氧化鋁生產全過程數據的集中監視、集中管理，提高安全生產水平和生產效率。
文檔編號G05B19/418GK102200771SQ201110095159
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者曹志成, 李君 , 白雲飛, 辛朋輝 申請人:鄭州中實賽爾科技有限公司