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在烧结法和拜耳法是目前工业生产氧化铝的主要方法。 国外生产氧化铝绝大多数采用拜耳法生产氧化铝,中国结合自己的资源情况,首创了拜耳-烧结混联法,极大地提高了氧化铝的总回收率。随着生产技术的不断提高,石灰拜耳法、选矿拜耳法等一些新的生产方法不断被应用到生产中来。

以下为氧化铝的生产工艺流程图:

1 网络拓扑图

 

1.1 慨述

集成过程控制系统是一个分布式控制系统。

系统下设原料磨、石灰消化、溶出、沉降、种子过滤、蒸发、成品过滤、焙烧八个过程控制子系统(车间),每个车间均有一台工程师站EWS和2-3台操作员站OPS。车间内部工艺参数的数据采集、实时监控、数据处理等信息的传输由EtherNet/IP控制网实现。整个氧化铝厂的主要生产操作由这八套子系统完成,每套子系统采用ControlLogix的控制器进行控制。

集成过程控制系统的信息层采用EtherNet/IP工业以太网,通过以太网将上述八个车间的信息传送到全厂生产信息调度中心,该中心设有两台服务器SERVER1、SERVER2和两台操作站OPS1、OPS2,采用FactoryTalk SE的上位机,对全厂生产过程进行集中监视、控制和管理。

1.2控制站冗余

两个互为冗余的控制站配置必须完全相同(图2中的主/从机架),冗余功能是依靠冗余??槭迪?。当主控制器失效时,从控制器在50ms内接替主控制器,主从控制器的同步对用户来说是完全透明的,冗余??橹渫ü哂嗟墓饫铝?,冗余同步??椴捎?756-RM2??槭迪钟布谢?。

1.3电源冗余

每一个I/O远程机架配置一组冗余电源。它们分别由两路不同的系统供电,当任一路供电系统故障时,另一路仍保持供电,因此可以确保I/O机架供电不间断,采用1756-PAR2冗余套件包,2个独立的电源之间自己会切换,并反馈电源状态给PLC。

1.4 控制层网络冗余

1756-EN2TR是EtherNet/IP通信???,它有两个冗余的网络通道,使控制信息实现冗余。传送速率达100Mbps,.

1.5 信息层网络冗余

信息层网络采用1756-EN2TR???,这个模式是双以太网口???,后期借助交换机冗余和双光纤环网两个途径解决。

1.5.1交换机冗余

每个车间的现场信息,是通过两个冗余以太网交换机获取,例如溶出车间,左边的交换机接收来自一期、二期和二期扩建主机架上的以太网通讯??樾畔?,右边的交换机接收来自一期、二期和二期扩建副机架上的以太网通讯??樾畔?,这样做的好处是现场信息具有冗余功能。

1.5.2双光纤环网

一般都会设置两条100M光纤以太网环网,采用赫思曼交换机RS系列组成环网进行数据交互。

(1)设备层网络

设有多个赫思曼RS系列工业以太网交换机组成了环网当网络出现故障时可以自动切换保持数据实时性,用于原料磨、石灰消化、溶出、沉降、分解、蒸发、成品和焙烧等8个车间的现场数据和冗余服务器(ServerS、erver2)

进行数据交换。

  (2)信息层网络

设有多个赫思曼RS系列工业以太网交换机组成了环网当网络出现故障时可以自动切换保持数据实时性,并在原料磨、溶出、沉降、分解、蒸发和焙烧等6个主要车间各设一台操作员站OPS3,可以监视全厂其他车间的运行情况(只看不控)。

设备层网络和信息层网络是两个独立的网络,他们之间只有一个通信通道,即信息只有通过服务器才可以进行交换。

服务器采用双层网络结构,下层以太网(设备层网络)直接接处理器,上层以太网(信息层网络)接操作站,上、下二层网络只能通过冗余服务器才能进行通信,互不影响,上层网故障不影响下层网正常工作,在设备层和信息层之间加上Tofino工业防火墙的硬件进行网络安全防护。

1.6服务器冗余

采用主/从服务器结构。当主服务器出现故障时,从服务器自动转为主服务器,提供与控制器/RTU的通信、数据采集等功能,并为其他操作站提供服务。主服务器定时将数据库中的所有数据信息传送到从服务器,以确保主/从服务器之间的完全同步,FactoryTalk SE 采用C/S架构,满足服务器自动切换需求。8个设备层的上位机和6个信息层的上位机硬件采用了罗克韦尔工业数据中心IDC统一部署和维护管理所有虚拟化的主机设备可以保证在任何硬件损坏的情况下,服务器冗余自动切换不间断运行,相比传统的硬件模式,PC机当掉之后,不需要很复杂的系统恢复,只要简易的恢复快照功能。

1.7驱动器

采用罗克韦尔PowerFlex753系列变频器,采用EtherNet/IP通信??榫哂?/span>双以太网接口,可实现DLR功能(设备环网)。原料(中间泵、矿)、溶出(稀释、冷凝水泵)、沉降流泵、溢流泵)、分解(循环泵、上料泵等,其中分级上料泵采用的是690V的驱动器)、蒸发(心泵、中间降温循环水泵等)、焙烧车间的ID风机和隔膜泵采用10框架690V PF755变频. 具有多种控制模式,标准 V/Hz,带全定制功能,无速度传感器矢量控制,带自整定功能,磁通矢量控制,带或不带编码器反馈,感应和永磁电机控制?;?/span>采用的是霍夫曼MI9机柜,防护等级IP55,根据标准的GB 4208,等同于IEC 60529.具有超强的承能力,组件可以在相同车间机柜之间的完美。

1.8 服务器 IDC

采用了罗克韦尔工业数据中心IDC通过虚拟化平台方案,统一部署和维护管理所有虚拟化的主机设备,监控每台虚拟化主机的资源使用率,通过业务连续性FT和自动化资源分配,使得虚拟化主机永远保持在线,主机的操作系统和软件独立于主机硬件,延长生命周期和使用期限

1.9 防火墙

采用了Tofino工业防火墙无论网络中任何位置发生攻击或者为人误操作,深度防护模型都可以有效的限制其对整个网络造成影响,多层防护,差异化防护,针对特定威胁的分层防护。