电解铝企业通过PlantPAx+IDC方案打造灵活且易扩展的数字化工厂

电解铝企业通过PlantPAx+IDC方案打造灵活且易扩展的数字化工厂

挑战

  • 对于一个大型电解铝项目而言,部署全厂级的控制和信息管理平台并非易事。
  • 电解铝工艺流程中成套设备众多,其系统和通信接口由设备厂家各自完成,在系统实施过程中需要将成 套设备的系统和通信接口规范统一,从而使成套设备的信息无缝地集成到控制系统中,需要对全厂的成套设备系统和通信接口做统一的规定部署。

解决方案

  • 在与该企业的工程师、管理人员、IT人员和维护部门充分沟通的基础上,罗克韦尔自动化服务部门为企业量身定制了基于互联企业并采用最新虚拟化技术的工业数据中心(IDC2000)为平台的PlantPAx解决方案。

成果

  • 罗克韦尔自动化为该企业提供了交钥匙的工业数据中心(IDC)解决方案,所有设备出厂时都已预装完毕,包括罗克韦尔自动化的硬件服务器、软件、工厂组装服务、现场组态、文档和远程技术支持。
  • 同时PlantPAx系统采用了专业的过程库实施方案,大大降低了工程的实施难度,简化了现场的部署和实施工作,降低了客户的拥有成本,帮助企业在资产生命周期内完成更多的节约。目前整个系统已经调试完毕,正在进行投产前的准备工作。

背景

铝及其合金具有许多优良的物理性质,使其在国防军工现代化、交通工具轻量化和基础建设高速持续发展中占有极为重要的地位,早已成为许多国家和地区的重要支柱产业之一。中国是世界上铝消费需求最大的国家,2016年共消费精炼铝3250万吨,超过世界总消费量的54%。在国内124个工业部门中,有113个部门涉及铝,铝的行业关联度高达91%。在可预见的未来,铝产品将会被越来越广泛的应用到各行各业中。同时,中国也是铝生产第一大国,且整体供需仍趋于过剩。因此,作为传统高污染高能耗产业,做好产业升级,生产优质铝,将是未来中国铝行业发展的方向。

某铝业集团是中国有色金属行业的龙头企业,综合实力位居全球铝行业前列。该集团的某下属电解铝企业成立于2015年, 项目一期规划建设43.2万吨轻合金铝和2×660NW低热值煤自备电厂。合金铝项目采用500千安培预焙阳极电解生产技术,建设368台电解槽、4套电解烟气净化系统、1座220千伏供电系统、25万吨阳极组装系统和氧化铝皮带输送、槽大修等辅助设施,形成一整套电解生产、大修和铸造生产系统,项目建成投产后预计年产值可达70多亿元。

作为该铝业集团实施转型升级的标志性项目,该电解铝企业在建设之初就对企业未来的生产运营水平提出了高要求,希望产品的产量、质量以及设备的利用率和生产效率都保持在国内领先水平。这些目标的实现需要建立在正确掌握车间生产状况的基础上。因此,如何准确、实时地采集和分析生产数据是首先需要解决的问题。该电解铝企业需要部署一套全厂级的控制系统和信息平台,从而能够准确实时地监控工厂的生产运行和设备运行情况,并计算车间的生产情况和设备整体运行效率(OEE),从而实现管控一体化,降低运营成本。

挑战

然而,对于一个大型电解铝项目而言,部署全厂级的控制和信息管理平台并非易事。

电解铝工艺流程中成套设备众多,其系统和通信接口由设备厂家各自完成,在系统实施过程中需要将成套设备的系统和通信接口规范统一,从而使成套设备的信息无缝地集成到控制系统中,需要对全厂的成套设备系统和通信接口做统一的规定部署。

此外,该企业希望控制系统能够实现对电解铝厂整个生产过程的数据采集和监控,不仅包含生产数据,也包含设备运行数据和视频数据。这些数据需要与公司的企业数据进行整合,可以对生产运营动态进行实时跟踪,了解产量目标、生产效率和生产能耗;这些数据也同时需要反映在每个班次的生产报表上,包括全部的停机时间、生产率和产品能耗计算等信息。公司的管理层将通过这些数据了解生产状况和性能,发现提高生产效率的方法。

为了支持公司未来的生产扩能,该企业要求一期项目的控制系统、网络以及数据平台需要有高的可扩展性,未来能够在不影响现有系统运行的同时完成扩展,系统同时需要具有高可靠性。

在系统的运营和维护方面,该企业希望能够利用新技术降低维护成本。“电解铝厂的生产周期大约有几十年,但是常规的电脑使用寿命只有3~5年,公司要求不能因为电脑服务器的软件或者系统故障导致系统停机,也需要避免未来因为电脑升级而导致的控制系统升级,减少不必要的系统维护成本,同时需要支持动态地对系统进行扩容,”企业的生产经理说,“我们需要一个新的方案,来解决这一问题和挑战。”

对于管理信息系统,该企业希望系统具备出色的数据处理能力,使管理层能够快速、准确、方便且灵活地对数据进行分析;同时,还需要自动记录生产线的停产时间,更为精确地记录设备的性能,使操作员更加关注于设备的运行。

解决方案

在与该企业的工程师、管理人员、IT人员和维护部门充分沟通的基础上,罗克韦尔自动化服务部门为企业量身定制了基于互联企业并采用最新虚拟化技术的工业数据中心(IDC2000)为平台的PlantPAx解决方案。
罗克韦尔自动化的工业数据中心系列产品可帮助企业通过虚拟化技术实现服务器的高度集成化,从而实现生产和业务目标,促进生产融合。它可以帮助企业:

• 集中管理控制系统存储和备份;

• 运行虚拟化服务器和应用;

• 增强技术与通信的可视化和集成度;

• 减少网络和服务器的维护工作量;

• 为企业实现更好的灵活性和创新型业务模式奠定基础。

通过虚拟化技术的应用,工业数据中心可以降低该企业的IT管理和支持的运营成本,缩小物理服务器的占地空间和电力消耗,延长软件使用的生命周期,加快项目实施步伐。

PlantPAx过程解决方案是现代分布式控制系统(DCS),可以帮助企业实施包括过程控制、离散控制、动力控制和安全控制的全厂级控制和优化方案。其控制系统网络采用标准的工业以太网协议Ethernet/IP(符合IEC61158和IEC61784标准),能够在强电磁干扰、高机械负荷和振动环境中正常通信,同时具备强大的组网功能以及开放的网络功能,基于标准以太网实现诊断和时间同步等功能,既满足控制系统的实时性和安全性,又保证了开放性,为MES和ERP等系统开放了数据平台。

控制系统和OEM设备采用统一的面板和接口,大大缩短了工程师和维护人员的调试和维护时间,提升操作人员的效率。标准的工业以太网协议Ethernet/IP可以保证无缝连接OEM设备,更加全面地了解设备的生产信息、健康状况和OEE设备效率等。其提供的信息化平台可以实时并可视化地反映生产状态,设备的健康状态,帮助企业的管理人员实时了解生产情况,设备运行情况,提供生产决策,检修计划,实现可预防性维护。

效果

罗克韦尔自动化为该企业提供了交钥匙的工业数据中心(IDC)解决方案,所有设备出厂时都已预装完毕,包括罗克韦尔自动化的硬件服务器、软件、工厂组装服务、现场组态、文档和远程技术支持。同时PlantPAx系统采用了专业的过程库实施方案,大大降低了工程的实施难度,简化了现场的部署和实施工作,降低了客户的拥有成本,帮助企业在资产生命周期内完成更多的节约。目前整个系统已经调试完毕,正在进行投产前的准备工作。

通过罗克韦尔自动化提供的PlantPAx+IDC解决方案,该企业能够准确实时地监控全厂的生产运行和设备运行数据,并计算车间的生产情况和设备整体运行效率(OEE),同时IDC数据平台的部署,也极大地提升了企业的信息化水平。

该项目是罗克韦尔自动化基于工业数据中心的全厂级控制解决方案(PlantPAx+IDC)在中国铝行业的首次应用,该方案解决了传统电解铝工厂存在的维护困难、更新困难和信息化难的难题,推动电解铝行业的产业升级。该IOT融合解决方案的应用,也使得该企业在电解铝行业迈出了智能制造的第一步。

联系

Rockwell Automation 和我们的合作伙伴拥有卓越的知识,可以帮助您设计、实施自动化投资并提供相关支持。

最新消息

订阅罗克韦尔自动化并直接在您的收件箱中收到最新的新闻和信息。