鋁電解智能控制系統(tǒng)

1、包頭新恒豐能源有限公司600KA電解鋁工程計算機控制系統(tǒng)招標技術(shù)條件1. 總則本技術(shù)條件使用于包頭新恒豐能源有限公司600KA電解鋁工程計算機控制系統(tǒng)。本技術(shù)條件僅提出一些基本的要求，乙方應提供技術(shù)先進、性能完善、成熟可靠的產(chǎn)品以滿足用戶的需要。本次招標范圍：（ 252） 臺槽控機及上位機系統(tǒng)。2. 地理環(huán)境年平均環(huán)境溫度:4.8 海拔高度:1377-1401.7m最高溫度:38.6 最低溫度:36.1 電源相數(shù):3 相安裝方式:壁掛式安裝3. 工作環(huán)境溫度：-36.160相對濕度：<80%磁場強度：150 高斯供電電源：隔離交流380V± 10%, 50Hz± 2%

2、 三相五線制隔離交流220V± 10%, 50Hz± 2% 二相二線制模擬電流信號：420mA和05V一、主要技術(shù)要求鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)是鋁電解生產(chǎn)的關鍵技術(shù)裝備，是鋁電解槽技術(shù)不可分割的組成部分，是鋁電解槽技術(shù)經(jīng)濟指標能否實現(xiàn)的關鍵技術(shù)因素之一。本電解生產(chǎn)系列的梢型為600KA預焙陽極鋁電解梢。根據(jù)該電解槽的技術(shù)要求，鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)與槽控機必須與該槽型的原則要求相適應。控制系統(tǒng)應采用集散式多級分布控制和決策管理相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式；控制系統(tǒng)應將數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控和生產(chǎn)管理有機結(jié)合起來，保證系統(tǒng)可靠性高，適應性強，實用，維護靈活方便；本工程擬采用的鋁電解槽計算機控制

3、系統(tǒng)與槽控機投運后應確保本電解生產(chǎn)系列采用的600KA鋁電解梢能達到國內(nèi)領先的技術(shù)經(jīng)濟指標。二、控制系統(tǒng)的主要技術(shù)要求2.1 控制結(jié)構(gòu)：2.1.1 一臺槽控機控制一臺電解槽，每63 臺槽為一個工區(qū)，每個車間分為二個工區(qū)，每個車間由一臺上位機進行數(shù)據(jù)通訊。上位機至電解廠房之間的通訊采用單模 光纜為通信介質(zhì)（通訊使用的光-CAN轉(zhuǎn)換（或者以太網(wǎng)）設備采用通用設備）。2.1.2 上位管理級由環(huán)型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)組成以太網(wǎng)，并通過交換機接入公司局域網(wǎng)和以太網(wǎng)。2.1.3 整個系統(tǒng)須采用“槽控機 - 區(qū)域監(jiān)控微機- 計算機局域網(wǎng)（網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫）- 終端用戶”分布式體系結(jié)構(gòu)。主要由槽控機、區(qū)域監(jiān)控微機和電解生產(chǎn)異常

4、信息智能語言報警系統(tǒng)三部分組成。槽控機屬于現(xiàn)場控制級設備，區(qū)域監(jiān)控微機和異常信息智能語音報警系統(tǒng)屬 于系統(tǒng)監(jiān)控級設備。每臺電解槽均配備一臺槽控機作為現(xiàn)場控制設備，它實時采集槽電壓和系列電流等現(xiàn)場信號及各種人工操作指令，根據(jù)電解槽的實際生產(chǎn)狀況，自動調(diào)節(jié)和控制電解槽的能量平衡與物料平衡，配合上位機實現(xiàn)智能控制系統(tǒng)的關鍵參數(shù)修改，使電解生產(chǎn)保持在高效平穩(wěn)的狀態(tài)下運行。區(qū)域監(jiān)控機通過CAN/NET;現(xiàn)與各梢控機通訊，實時監(jiān)視各電解槽的生產(chǎn)運行過程并實現(xiàn)控制參數(shù)修改、信息收集、匯總與報表制作打印、 報表數(shù)據(jù)可自由組合，數(shù)據(jù)保存至網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫等生產(chǎn)管理功能。監(jiān)控計算機還可通過高速以太網(wǎng)卡接入計算機局域網(wǎng)。

5、電解生產(chǎn)異常信息智能語音報警系統(tǒng)實現(xiàn)對電解生產(chǎn)槽的異常信息實時播報功能?？刂葡到y(tǒng)主要技術(shù)指標：（ 1）槽電壓采樣范圍0 100 伏（自動換檔），線性誤差小于萬分之一，采樣精度優(yōu)于1%。；（2）梢電壓控制目標范圍：士 20my日均電壓控制精度：士 20my（ 3）氧化鋁濃度控制范圍：1.52.5；（4） 效應判定時間15S；（5）陽極效應系數(shù)： 0.05（ 6）電流效率達到94%以上；2.2 槽控機2.2.1 槽控機箱體采用雙開門壁掛式結(jié)構(gòu)。箱體與箱門制作應規(guī)則、平整、不得有機械變形，箱門、門鎖、門把手安裝牢固，箱門開、閉靈活好用，箱體密封良好，箱體制作材料采用冷軋鋼板厚度為2mm門鎖鑰匙要統(tǒng)一

6、，便于開啟；動力箱和邏輯箱為一體式，既美觀又便于安裝。2.2.2 邏輯部分及動力部分采用各自獨立的電源；線路板的布局及安裝方式合理，并且便于維修和更換；各接線端子、接插件接觸良好；端子排有足夠的絕緣水平和阻燃性能。漏電流10mA滿足UL和CSA安全標準。絕緣電阻：輸入與地，輸入與輸出之間在環(huán)境溫度20±5C和相對濕度為90%的情況下，絕緣電阻30M?,滿足VDE色緣標準。2.2.3 動力、邏輯部分主要元器件選用施耐德或同等產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠。電壓顯示表兩塊，動力單元和邏輯單元加以區(qū)分，以保證任一單元有故障時仍有電壓顯示。2.2.4 輸入部分、輸出部分、采樣部分及通訊等與邏輯部分的信號

7、傳輸電路均采取隔離措施，輸出驅(qū)動電路有相關保護，例： 有過壓、過流保護措施等。2.2.5 面板設計合理，便于操作，數(shù)據(jù)及信號顯示，準確、 清晰，所選元器件適用電解廠房高溫和強磁場環(huán)境的要求。槽控機參數(shù)查看采用輕觸按鈕（不小于10 萬次）。2.2.6 槽控機動力箱設有急停按鈕，可在故障發(fā)生時快速切斷陽極升降電源（380V）開關，使斷路器分勵脫扣器動作、同時切斷主回路。2.2.8 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化：采用現(xiàn)場總線工業(yè)控制網(wǎng)絡或工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡。需結(jié)構(gòu)簡單、可靠，負載能力和抗干擾能力強。2.2.9 槽控機工作環(huán)境指標：槽控機工作溫度：-20 70抗磁場干擾： 150Gs防護等級：IP542.2.10

8、槽控機面板同時采用數(shù)碼管與液晶顯示屏，可顯示電解槽的各種實時狀態(tài)、控制過程及保存相關信息，包括： 本槽槽號、自動、手動指示，通訊狀態(tài)指示，效應指示，效應處理指示，正常處理指示，陽極升降指示，打殼加料指示，加料周期指示，換極位置、出鋁、抬母線指示；可在槽控機面板上查詢當前設定電壓、目標電壓、噪聲值、針振幅度、擺動幅度、當前時間、加工間隔、最近加料時間、最近分子比、最近原鋁質(zhì)量、最近梢溫度、最近 Fe含量、Si含量、品位、 最近出鋁量、故障代碼、下次AE間隔、AE已發(fā)時間、AE持續(xù)時間（當 效應發(fā)生時自動切換到該處）、AE峰值電壓、AE平均電壓、最近 AE 類型、最近4日AE總數(shù)、當日氟鹽量、氟鹽

9、余量、24小時氧化鋁總 量、24小時平均電壓、24小時平均電流、報警信息、最近RC時間等。 2.3 槽控機電路主要技術(shù)要求：2.3.1 槽控機具有邏輯箱自動和半自動態(tài)外和動力箱上純手動操作功能。2.3.2 對陽極動作的保護具有軟硬件兩方面保護，以保證陽極動 作的萬無一失。2.3.3 具有自診斷功能。當槽控機出現(xiàn)故障時，能夠在槽控機面板上顯示故障信息，且同步傳送至上位計算機，并可選擇向現(xiàn)場播報的故障信息。2.3.4 具有高精度的槽電壓數(shù)據(jù)隔離采樣，并具有強抗干擾能力。2.3.5 具有提升機上、下限檢測及保護功能，陽極升、降電路具有完整、可靠的安全保護措施。2.3.6 可控制 18個電磁閥，即8個

10、打殼、 8 個下料、 2個氟鹽。并預留2路24VDO出口備用，預留18路數(shù)字信號接口與8路模擬 信號接口，接收氣缸反饋信號。2.3.7 具有良好的技術(shù)擴展性和安全可靠性。2.3.8 電源、CAN-BUS電流采集回路等應具有防雷擊措施，確保在雷雨天氣計算機控制系統(tǒng)的正常運行。2.3.9 當上下兩級通訊異常時，保證槽控機可獨立工作，并可恢復至服務器。當服務器發(fā)生故障時，上位機與槽控機可獨立運行。2.3.10 槽控機具有掉電保護措施，使各種設定參數(shù)不丟失，再恢復上電時，保持掉電前的設定控制參數(shù)。1.1.12 數(shù)據(jù)采集精確化：槽控機必須采用高性能的V F、 I F轉(zhuǎn)換器，確保溫漂小，精度高。1.1.1

11、3 效應報警采用效應燈、語音報警，并提供支持報警電笛 的控制接點1.1.14 語音報警以工區(qū)為單位進行報警。1.1.15 母線上下限位開關采用24V 安全電壓，并具有隔離措施。2.4 槽控機硬件主要技術(shù)條件：2.4.1 工作電壓（邏輯供電）： AC220V（±15%） ，頻率50HZ（±2%）（動力供電）：AC3相 380V（ ±10%,頻率 50HZ（ ±2%2.4.2 工作方式：為連續(xù)工作方式2.4.3 隔離耐壓：槽控機內(nèi)部用電與外部供電必須有相應的隔離措施。隔離變壓器初次級間要求承受> 2000V直流耐壓（連續(xù)）帶光電隔離的電路間要求承受&g

12、t; 1000V直流耐壓（連續(xù)）2.4.4 穩(wěn)壓電源：槽控機邏輯部件用穩(wěn)壓電源采用開關穩(wěn)壓電源。耐壓要求：5V、12V及AC220間應能承受A 500V直流耐壓輸出電壓偏差（工作電壓為 AC220V寸）：5V< ±2.5%12V<± 10%穩(wěn)定度：Ku 5V<± 1.5%12V< ±1.5%2.4.5 采樣精度：優(yōu)于1%。2.4.6 打殼機頭動作情況檢測與故障聲光報警功能，即打殼氣缸動作延時10 秒不自動回位，進行聲光報警，同效應報警類似。信號采集采用數(shù)/模開關（安裝在打殼汽缸上）。聲音報警采用分路播報， 即哪個打殼氣缸沒有回位，

13、播報哪個氣缸故障。2.4.7 效應報警采用效應燈、語音報警以及報警電笛三種模報警方式。語音報警為分工區(qū)報警。2.4.8 效應報警燈、打殼機頭動作報警燈電源應有隔離措施，燈具選擇24V LED發(fā)光燈具，要.求低功耗、耐高溫，效應燈為紅色，打殼動作報警燈為黃色. 效應報警電笛為音樂發(fā)聲，音量大于100 分貝.2.4.9 邏輯箱顯示面板采用耐高溫（80 以上）、耐腐蝕、透光度良好的材料（或者采用液晶屏、點陣屏）。2.4.10 計算站機房至電解廠房第一臺槽控機之間的通訊采用光纜通訊介質(zhì)，以保證數(shù)據(jù)通訊線路的可靠防雷。2.5 系統(tǒng)軟件主要技術(shù)要求控制系統(tǒng)的軟件包括槽控機控制軟件、上位機監(jiān)控軟件和服務器數(shù)

14、據(jù)管理、客戶端管理監(jiān)視軟件等，可自動獲取來自化驗室、電測組等數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件工藝參數(shù)修改靈活，在權(quán)限允許的情況下，可以修改下位機的任何參數(shù)。梢控機控制軟件可充分滿足 600KA大型預焙電解梢的工藝控制 需求，技術(shù)成熟、可靠。上位機監(jiān)控軟件和管理機軟件操作界面友好，操作簡便、功能齊全。2.5.1 槽控機軟件的主要技術(shù)要求正常槽電阻控制（即升陽極和降陽極）；正常加料控制；效應預報加料控制；正常效應與突發(fā)效應檢出、效應報警與效應預處理控制；抬母線操作跟蹤；氧化鋁濃度自適應控制；單點打殼、單點下料控制功能；出鋁操作及出鋁后控制，并及時顯示和保存相關操作信息；換極操作及換極后控制，并及時顯示和保存相關操作

15、信息；換極單點停料功能；波動的早期診斷與處理。槽控機陽極動作保護可靠，例：提升機限時動作保護，限壓、限時保護等；具有硬件看門狗保護電路和相應的軟件保護功能；工藝參數(shù)設置和顯示；參數(shù)掉電保護；2.5.2 管理機軟件的主要技術(shù)要求：各種生產(chǎn)工藝參數(shù)的設定、修改和查看，可以查看單槽的實時電壓、實時工作狀態(tài)、車間系列電壓、 系列電流的實時顯示，可以通過上位機查看到下位機的一切工作狀態(tài)（即槽控機面板的工作信息并能逐一查看）班報、日報、效應報、換極、出鋁、抬母線報表、統(tǒng)計報表和參數(shù)修改記錄報表槽控機運行故障報表等數(shù)據(jù)報表的制做和打印并能通過EXCE越看保存,電壓、 電流等綜合歷史曲線的顯示和打印，故障及重

16、要信息的語音自動按工區(qū)播出報警，槽控機歷史動作、狀態(tài)的記錄與查詢，能夠自動導入電解生產(chǎn)管理報表所需的化驗分析等數(shù)據(jù)。能夠及時快速的讀取、 下發(fā)電解槽所需的各項工藝參數(shù)。歷史曲線要求顯示電流、電壓、電阻、下料間隔、針振、擺動、斜率、累斜等數(shù)據(jù)。2.5.3 系統(tǒng)軟件必須提供網(wǎng)絡版本，網(wǎng)絡客戶端程序（采用Web模式） ?？蛻舳顺绦蜻\行流暢、滿足至少100 客戶以上同時運行，具有電解實時數(shù)據(jù)監(jiān)視、報表、曲線、所有參數(shù)察看打印、系統(tǒng)分析等功能。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫保存至少10 年以上的數(shù)據(jù)。2.5.4 電解槽異常信息分工區(qū)廣播報警。語音報警為分工區(qū)報警，可由計算站自行選擇設定，可選擇為對機房，對現(xiàn)場各工區(qū)兩點同時

17、報警，各工區(qū)也可直接人工播報。2.5.5 系統(tǒng)軟件具有限電（電流大幅變化、電流檢修）應急處理功能、下發(fā)模擬電流功能，不影響正?？刂?。2.5.6 可同步實時在各監(jiān)控機和各網(wǎng)絡客戶機顯示來自整流所的系列電壓、系列電流，并在班報、日報、統(tǒng)計報表上給出平均值。2.5.7 在班報、日報、統(tǒng)計報表中能顯示出車間和整個系列的統(tǒng)計信息；系統(tǒng)分析報表、歷史曲線等需嚴格按照甲方要求進行制作，并根據(jù)甲方不同時期對數(shù)據(jù)的要求可以靈活的調(diào)整報表或歷史曲線的內(nèi)容。2.5.8 統(tǒng)計報表能顯示出各時間段內(nèi)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。2.5.9 鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)可通過加設硬件防火墻與公司 內(nèi)部網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享。2.5.10 槽控機

18、的任何動作信息和故障信息都能在歷史曲線和報表里反映出來，以便信息查詢?？杀４?0 天以上故障及效應歷史記錄信息。2.5.11 具有成熟的過程監(jiān)控軟件、信息管理分析軟件，以支持槽控機有效地實現(xiàn)氧化鋁濃度控制、熱平衡控制、電解質(zhì)成分控制、電解槽溫度控制。2.5.12 可依權(quán)限修改相關工藝控制參數(shù)。自動審核和下發(fā)（由工區(qū)長向上級提出參數(shù)修改意見，車間主任進行審核，再提交計算站由值機員確認后下發(fā)，該過程由客戶端軟件完成，實現(xiàn)無紙化流程）。2.5.13 后臺數(shù)據(jù)庫維護方便，歷史曲線的保存、清除、備份、還原、 導出方便。2.5.14 槽控系統(tǒng)投入使用后提供一切軟件應用程序、資料及負責相關技術(shù)人員的培訓。三

19、、 供貨范圍及時間3.1 、供貨范圍（ 252） 臺槽控機及其上位機。詳細清單見附表。3.2 、供貨時間（ 2018年 5月10）前，提供164臺槽控機及上位機設備，其余槽控機在2018年 6月 15日前提供。四、設計、安裝與調(diào)試1.1 材料供貨范圍：甲方負責提供安裝所需電纜，穿線管等。所需電纜型號規(guī)格由中標方提出，必須保證要適應電解廠房的環(huán)境。安裝所需輔材（如絕緣件、膨脹螺栓、接線輔材等）由投標方提供，費用包含在報價中。1.2 安裝：所有槽控機施工、安裝由中標方負責，甲方負責驗收槽控機、槽控機到電解槽的走線管、總線重復器、電流信號驅(qū)動器、電流轉(zhuǎn)換器、電纜橋架、支吊架等距電解梢4米之內(nèi)的安裝物必須做 絕緣處理。槽上部燈具安裝采用絕緣法安裝。安裝時， 戶內(nèi)走線采用絕緣電纜橋架配合穿線軟管，戶外采用電纜橋架。1.3 調(diào)試及試車：安裝完畢后乙方派技