摘要:

　　本文通過對山東信發鋁電集團新疆農六師煤電有限公司碳素廠和電解鋁廠項目中的GE 智能平台 RX3i控製係統及上位機iFIX的介紹，向讀者描述GE智能平台RX3i控製係統及軟件產品在碳素廠和電解鋁廠應用的一套完整解決方案。

　　關鍵字：GE智能平台  RX3i  iFIX  碳素 電解鋁

　　項目名稱

　　山東信發鋁電集團新疆農六師煤電有限公司碳素廠和電解鋁廠項目，屬於有色金屬行業。

　　應用背景

　　山東信發鋁電集團有限公司始建於1972年，現有所屬企業及控股公司50餘家，職工15000餘人，是一家集發電、供熱、電解鋁、氧化鋁
、碳素、氟化鹽、中高密度板、味精、鋁深加工等十大產業鏈條於一體的現代化大型企業集團。

　　新疆農六師煤電有限公司是山東信發集團響應國家西部大開發的政策，於2009年六月份開始到新疆五家渠市112團投資興建的一家集發電
、再生鋁、碳素、蘭炭等產品於一體的大型企業。新疆農六師煤電有限公司主要包括發電廠
、碳素廠和鋁廠，三個主要生產廠。

　　客戶需求

　　信發集團新疆項目是自治區
、兵團重大招商引資項目。公司預計總投資300億元人民幣，建設總規模160萬噸再生鋁、八台36萬千瓦熱電機組
、120萬噸蘭炭、60萬噸碳素、36萬噸瀝青。公司一期工程投資70億元人民幣，建設37萬噸再生鋁、四台36萬千瓦熱電機組
、60萬噸蘭炭、30萬噸碳素及電器開關
、保溫材料
、氧氣乙炔、lvshenjiagongdengqitapeitaoxiangmu。xiangmuyouqianqidechoujianjieduanjinruleshizhixingjianshejieduandeshijianjiaoduan，quantigongsilingdaobanzidedailingxia，gongsishangxiatuanjieyixin，jiankufenzhan
，lizheng2010年7月一期工程正式投產。

　　由於時間的緊迫，客戶不僅僅需要可靠的控製係統產品，更需要易於掌握
、集成、擴展、技(ji)術(shu)先(xian)進(jin)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)

，並(bing)且(qie)該(gai)係(xi)統(tong)也(ye)易(yi)於(yu)維(wei)護(hu)
，以(yi)降(jiang)低(di)後(hou)期(qi)的(de)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)。同(tong)時(shi)客(ke)戶(hu)也(ye)提(ti)出(chu)了(le)新(xin)的(de)要(yao)求(qiu)，不(bu)但(dan)要(yao)實(shi)現(xian)設(she)備(bei)的(de)區(qu)域(yu)監(jian)控(kong)，也(ye)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)全(quan)廠(chang)的(de)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)。在(zai)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，希(xi)望(wang)平(ping)台(tai)提(ti)供(gong)商(shang)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)較(jiao)為(wei)經(jing)濟(ji)的(de)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

　　解決方案

　　為了滿足客戶的需求，要一套可靠性高
、易於操作
、維護方便、性價比高的一套自動化控製係統。結合GE 智能平台的先進控製器產品的特點
，GE 智能平台沈陽辦事處的工作人員積極同設計院
、用戶技術負責人員進行技術交流，給出了一套適合於用戶需求的自動化控製係統方案。

　　碳素廠和鋁廠大致包括以下工藝流程：電解煙氣淨化
、超濃相輸送、氧化鋁倉庫及輸送係統、原料倉庫、煆燒車間、瀝青熔化、生陽極車間、焙燒及炭塊庫、陽極組裝及殘極處理、電解空壓站
、碳素空壓站
、餘熱蒸汽鍋爐房、餘熱熱媒鍋爐及泵房
、電解淨化循環水、整流所循環水、鑄造循環水、煆燒循環水、生陽極循環水、組裝循環水、焙燒淨化循環水、空壓站循環水、全廠加壓泵房、生活汙水處理站、生產廢水處理站等等。該項目中使用GE智能平台RX3i係統控製的設備大致有：4000L預熱式混捏鍋   8個，使用8套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O係統來實現控製
；2台12t/h風掃式球磨機，使用2套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O係統來實現控製；1台5t/h 500T型殘極破碎機，使用1套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O係統來實現控製；5台300t/h氣墊式皮帶輸送機使用5套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O係統來實現控製
；餘熱鍋爐，使用RX3i單機控製器及其I/O實現控製；蒸汽鍋爐，使用RX3i單機控製器及其I/O實現控製；澆鑄機，使用RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O實現控製；3台 40t/h 雙齒輥破碎機
，使用3套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O實現控製；4台1848型 40t/h振動篩，使用4套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O實現控製
；2台1648型 20t/h振動篩

，使用2套RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O實現控製；3套使用RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O控製的編組機組 ；1台 10t/h PF1007型反擊式破碎機 ，使用 RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O實現控製

；2台 35t/h鄂式破碎機，使用RX3i單機控製器及VersaMax 遠程I/O實現控製

；3台58室焙燒爐  共使用了51套90-30單機控製器及90-30係列I/O模塊。

　　此外在電解、焙燒煙氣淨化係統，堆垛天車控製係統、懸鏈控製係統中也使用了GE智能平台RX3i單機控製係統。在陽極組裝工藝段中還使用GE智能平台VersaMation運動控製器及Quick panel View觸摸屏產品。

　　根據碳素廠和鋁廠工藝流程和結構

，控係統主要分為三個層次。這三層次是上位機監控平台層、現場設備控製層及I/O網絡層。這三個層次分別使用了GE 智能平台的軟件、RX3i 高性能、先進控製係統以及RX3i 本地I/O係統和VersaMax 遠程I/O係統來實現控製。解決方案可大致分為以下三個部分。

　　§ 高速以太通訊網絡。

　　§ RX3i 高性能、先進控製控製器及其RX3i本地I/O係統和VersaMax 遠程I/O係統。

　　§ 上位機操作員站和工程師維護工作站。

　　係統結構圖可以參見圖1和圖2所示。

　　圖1 電解鋁廠係統結構圖

圖2 碳素廠係統結構圖

　　1、高速以太通訊網絡

　　yitaiwangtongxunkuaisudifazhanyuguangfandipuji
，qiwukebinidegaosuyuhulianhutongdeyoushi
，shiyitaiwangtongxunchengweimuqianshijieshanggongyekongzhilingyugaosutongxundeshishibiaozhunyuweilaitongxundefazhanqushi。

　　工業以太網以其特有的低成本
，高實效，高擴展性及高智能的魅力，吸引著越來越多的製造業的廠商。

　　GE IP 自動化產品很好地支持工業以太網通訊，可以用於控製層設備之間、控製層與遠程I/O 之間、控製層與人機界麵HMI/觸摸屏之間的通訊。GE IP 工業以太網通訊產品支持以下工業以太網協議：

　　• 􀁹 SRTP TCP/IP 協議

　　• 􀁹 EGD 協議

　　• 􀁹 Modbus TCP/IP 協議

　　在本列應用中，主要采用SRTP TCP/IP 協議。SRTP TCP/IP 協議，即Service Request Transport Protocol，其基於Client/Server 結構、Request/Reply 方式進行以太網通訊，Client 對Server 發出讀/寫數據Request，Server 對Client 返回相應Reply。SRTP TCP/IP 協議可以用於GE IP 產品的控製器間數據通訊、編程組態下載
、控製器與HMI通訊等。

　　SRTP TCP/IP 協議支持通用型的Hub、Switch、Router產品。 

　　2

、RX3i 高性能、先進控製控製器及其本地I/O係統和VersaMax

　　遠程I/O係統。

　　作為GE 智能平台新一代的過程自動化控製器，PAC係統在操作係統之上設計了一個通用的、適合於多平台的(包括硬件平台和操作係統平台)
、便於移植的、輕便的控製引擎(control engine)
，集成了包括邏輯控製、運動控製、過程控製和人機界麵在內的多領域解決方案，從而保證使用PACxitongdeyonghukeyishiqibianzhideyingyongchengxuhuodezuidadeyingyongshouyi

，bingqiehaikeyifangbiandiyouhuaqizidonghuapingtai，congerbuxuzhongxinshejizhenggexitong，jiukeyibuduanhuodeyueshengdexitongxingneng。

　　此外,GE智能平台的RX3i控製係統還具有以下的應用優點：標配Intel Pentium III 300和1000MHz CPU處理器，CPU內部集成10M或64M用戶內存,應用標準的工業PCI總線標準，使用12或16槽PCI機架，底板速度提高到27M,真正支持熱插拔使用。使用PCI總線底板來支持高速PCI數據傳輸率，支持標準底板使第三方可以方便的開發I/O、通信、動作控製、可視和其它模塊。RX3i底板也可匹配90™-30係列I/O模塊。

　　RX3i控製係統提供了豐富的I/O接口模塊（包括智能型I/O接口模塊和非智能型I/O接口模塊）,適合於從簡單到複雜的應用。此外係統還提供了多種網絡通訊模塊
，如以太網通訊模塊IC695ETM001，PROFIBUS總線通訊模塊IC695PBM300和IC695PBS301。

　　VersaMax PLC是一種更易於使用、價格合理、性能卓越的PLC。VersaMax提供了廣泛的I/O模塊、電源模塊和通訊模塊。通訊支持TCP/IP以太網、Profibus DP
、DeviceNet和Modbus RTU協議。模塊具有帶電熱插拔功能。多種類型的底座和接插式端子提供了接線的靈活性。

　　3、上位機操作員站和工程師維護工作站

圖3 懸鏈係統操作畫麵   

　　此係統中設立了5台機操作員站HMI站和一台工程師維護工作站。

　　操作員站上安裝並運行PROFICY HMI/SCADA-iFIX 軟件，作為原GE智能平台的工業自動化軟件解決方案家族中的HMI/SCADA解決方案，強大的VBA腳本功能和靈活易學的特點，使得其在國內外有著廣泛的用戶群。其真正的分布式、客戶/服務器結構包括可靈活構造的服務器（SCADA Server）和客戶端（iClient 
、iClientTS 和 iWebServer），無論是客戶端應用，還是第三方或用戶自定義應用均可讀取SCADA Server實時數據
，實現實時動態畫麵、趨勢、報表
、批次控製、MES等應用。這些應用既可以與SCADA Server運行在同一台計算機；也可通過Intranet、Internet 分布在網絡中不同的Server或Client節點上運行，十分適合多節點係統的應用。無論是 Server和Client 功能運行在單一計算機，實現簡單的單機人機界麵 (HMI)，還是網絡複雜的分布式多Server和多Client數據采集和控製係統，iFIX都dou表biao現xian出chu優you異yi的de性xing能neng。該gai產chan品pin非fei常chang易yi於yu使shi用yong，同tong時shi又you適shi合he於yu實shi時shi控kong製zhi和he監jian視shi，可ke以yi將jiang它ta配pei置zhi成cheng從cong單dan個ge節jie點dian到dao多duo節jie點dian的de網wang絡luo係xi統tong形xing成cheng不bu同tong的de規gui模mo，具ju有you很hen強qiang的de可ke擴kuo展zhan性xing。

　　PROFICY HMI/SCADA- iFIX軟(ruan)件(jian)能(neng)夠(gou)應(ying)用(yong)在(zai)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)，諸(zhu)如(ru)汽(qi)車(che)，航(hang)天(tian)，石(shi)油(you)與(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)，化(hua)工(gong)，石(shi)化(hua)，食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)
，飲(yin)料(liao)

，製(zhi)藥(yao)，紙(zhi)漿(jiang)與(yu)造(zao)紙(zhi)，管(guan)線(xian)
，金(jin)屬(shu)
，水(shui)與(yu)廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)
，交(jiao)通(tong)以(yi)及(ji)其(qi)它(ta)行(xing)業(ye)。

圖4 煆燒爐係統監控畫麵

　　工程師站上除安裝了PROFICY HMI/SCADA- iFIX 軟件，還安裝了控製器編程組態軟件：Proficy Logic Developer-PLC。用來開發和維護係統的應用軟件。

圖5 空壓站及循環水係統監控畫麵

　　GE 智能平台的開發的Historian數據庫
，具有分布式的數據采集
，C/S結構

，可在多種環境下運行，高效的數據存儲方式，具有豐富的客戶端數據處理和分析工具，可擴展的數據協同應用
，並且提供ODBC/JDBC/OLE DB接口以及工業標準規範OPC和DDE，提供圖形化的應用開發界麵，支持WEB訪問方案
，提供報表開發工具等優異特性，所以成為企業底層控製網絡和上層管理信息係統網絡連接的最佳選擇。IH數shu據ju庫ku是shi一yi個ge模mo塊kuai化hua軟ruan件jian係xi統tong，主zhu要yao分fen為wei客ke戶hu端duan模mo塊kuai和he服fu務wu器qi端duan模mo塊kuai，客ke戶hu端duan模mo塊kuai負fu責ze實shi時shi數shu據ju的de采cai集ji，服fu務wu器qi端duan模mo塊kuai負fu責ze數shu據ju采cai集ji設she置zhi
、壓縮、存儲等工作。

　　曆史數據的查詢、qushigongnengbangzhugongchangrenyuanguanzhujiejuewentiheyouhuagongchangxingneng
，erbushijiandandigenzongshuju。dangyigeyanzhongdewentifashengshi，gongchangrenyuankeyikuaisudifangwenlaizifuwuqiduanzhongcunchudeshuju，tongshishiyongjiandandetuozhuaijishujianliyigeshujuqushixianshi，congerkuaisuheyouxiaodishuominggongyiwenti。

　　實施結果

　　通過與GE 智zhi能neng平ping台tai的de合he作zuo，由you於yu控kong製zhi器qi產chan品pin的de可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing，以yi及ji軟ruan件jian產chan品pin的de易yi於yu使shi用yong性xing，縮suo短duan了le項xiang目mu開kai發fa周zhou期qi，節jie約yue了le項xiang目mu實shi施shi成cheng本ben，該gai項xiang目mu一yi期qi已yi於yu2010年7月中旬投產，提高了工廠運行效益。該項目一期投產後，形成的產值將超過160億元
，利稅超過16億(yi)元(yuan)，將(jiang)極(ji)大(da)拉(la)動(dong)當(dang)地(di)經(jing)濟(ji)的(de)發(fa)展(zhan)
，促(cu)進(jin)發(fa)展(zhan)當(dang)地(di)工(gong)業(ye)，促(cu)進(jin)少(shao)數(shu)民(min)族(zu)地(di)區(qu)的(de)繁(fan)榮(rong)和(he)穩(wen)定(ding)，能(neng)提(ti)供(gong)更(geng)多(duo)的(de)就(jiu)業(ye)機(ji)會(hui)，經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)和(he)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)顯(xian)著(zhu)。同(tong)時(shi)也(ye)為(wei)GE 智能平台控製器產品和軟件產品在電解鋁生產、碳素生產領域中的應用提供了良好的開端。

　　關於GE智能平台

　　GE智能平台是一個提供高新技術的企業，它為世界各地的用戶提供用於自動化控製的軟件

、硬件和技術服務以及嵌入式計算。我們為用戶提供一個獨特的
，靈活的，超可靠的技術基礎
，使得他們在包括能源、水處理
、消費品、國防和防禦
，以及通訊等產業領域獲得持續的優勢。GE智能平台是一家總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業
，是GE企業解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息
，請訪問：www.ge-ip.com/cn。