有色冶金企业自动化关键技术及其发展趋势.ppt

1、h,1,中国智能自动化学术会议,h,2,中国智能自动化学术会议(CIAC2007),有色冶金企业自动化关键技术及其发展趋势 金川集团公司自动化研究所 所长 金川集团自动化工程有限公司 董事长,h,3,金川公司简介,一、概述 金川集团有限公司(简称金川公司-)是采、选、冶、化配套的大型有色冶金、化工联合企业，生产镍、铜、钴、稀有贵金属和硫酸、烧碱、液氯、盐酸、亚硫酸钠等化工产品以及有色金属深加工产品，镍和铂族金属产量占中国的90%以上，是中国最大的镍钴生产基地，被誉为中国的“镍都”。现正进入钛、锆、鉿等稀有金属领域。 金川公司已形成年产13万吨镍、40万吨铜、10000吨钴、6000千克铂族金属

2、和120万吨化工产品、3万吨镍盐的综合生产能力。,h,4,金川公司简介,金川公司2006年完成金属产量26万吨，其中镍10万吨，铜16万吨。实现销售收入353亿元，实现利税73亿元，其中，利润40亿元。 金川公司制定了“依靠科技进步，促进全球发展，实施国际化经营”的发展战略。 金川公司非常注重技术进步和自主创新能力的提升，先后与知名高校成立了三个联合实验室。兰州大学金川公司金属化合物实验室；南京大学金川公司金属化学实验室；中南大学金川公司粉末冶金与材料实验室。同时，还是两个国家级中心，镍钴新材料研究工程中心，镍钴冶金工艺研究技术中心。,h,5,金川公司简介,一个设计院六个研究所，金川镍钴设计院

3、，矿物工程研究所、火法冶金研究所、化学冶金研究所、自动化研究所、设备研究所和镍钴工业卫生研究所。 金川公司积极响应国家提出的以信息化促进工业化，以工业化促进信息化，走新型工业化道路的要求。 十分重视自动化技术在企业现代化过程中发挥的作用，分别于2000年12月和2002年12月成立了自动化研究所和其控股子公司-金川集团自动化工程有限公司。,h,6,金川公司简介,金川集团自动化研究所与自动化工程有限公司主要从事有色冶金企业自动化技术研发，自动化工程解决方案、设计、工程实施、软件编程与调试，生产运营服务和低压电器产品制造。随着集团公司的快速发展，自动化工程公司也得到了大的发展，先后完成40多项自动

4、化工程项目，有多项技术成果获得公司、省部级以上奖励。集团公司的自动化水平得到极大提高。同时，积极开展外部自动化工程项目，先后完成哈萨克斯坦钼铜矿选矿项目和福建紫金矿业公司青海德尔尼铜矿选矿项目等。,h,7,金川公司自动化应用现状,采矿过程自动化应用现状(mining automation) 采掘自动化(mine digging automation) 运输自动化(mine ore transportation automation) 提升自动化(hoist automation) 通风自动化(mine ventilating automation) 充填自动化(mine concrete re

5、filling automation) 井下配电网络自动化(mine power distributing network automation) 人员管理与通讯自动化(staff management and communication automation),h,8,金川公司自动化应用现状,2. 选矿过程自动化应用现状(ore processing automation) 碎矿过程自动化(ore crushing process automation) 磨矿过程自动化(mill and classification process automation) 浮选过程自动化(floating

6、process automation) 精矿脱水过程自动化(concentrate dewatering process automation) 尾矿浓缩过程自动化(gangue concentrating process automation),h,9,金川公司自动化应用现状,3. 火法冶金过程自动化应用现状(smelting process automation) 镍闪速熔炼过程自动化(nickel concentrate flash smelting process automation) 铜合成熔炼过程自动化(copper concentrate flash smelting proc

7、ess automation) 富氧顶吹镍熔炼过程自动化(Ausmelter nickel furnace smelting process automation) 铜自热熔炼过程自动化(copper self-heated smelting process automation) 镍反射熔炼过程自动化(nickel reverberatory furnace smelting process automation) 海绵钛冶金过程自动化(sponge titanium smelting process automation),h,10,金川公司自动化应用现状,4. 湿法精炼过程自动化应用(r

8、efining process automation) 镍加压酸浸自动化(sulfuric acid lixiviating automation for pressurized nickel concentrate ) 镍常压氯浸自动化(chlorine lixiviating automation for nickel concentrate) 镍电解自动化(nickel electrolyzing process automation) 铜电解自动化(copper electrolyzing process automation) 钴过程（萃取、富集、电积）自动化(cobalt refi

9、ning process automation) 贵金属自动化(rare metals refining automation) 银硒自动化(silver & selenium metals abstracting process automation) 羰化冶金过程自动化(carbonyl nickel & iron refining process automation),h,11,金川公司自动化应用现状,5. 无机化工过程自动化(inorganic chemical engineering process automation) 烟气制酸自动化(process automation of

10、 sulfuric acid preparation from off-gas) 亚硫酸钠制备过程自动化(sodium sulfite preparation process automation) 氯碱制备过程自动化(chlorine alkali process preparation automation) 草酸制备过程自动化(oxalic acid preparation process automation) 硫磺制备过程自动化(sulfur preparation process automation),h,12,金川公司自动化应用现状,6. 有色金属盐类及深加工产品自动化(non

11、ferrous metals salts and nonferrous metals machining automation) 硫酸镍生产自动化(NiSO4 preparation process automation) 硫酸铜生产自动化(CuSO4 preparation process automation) 氯化镍生产自动化(NiCl2 preparation process automation) 四氧化三钴生产自动化(Co3O4 preparation process automation) 超纯金属（镍、铜、钴）自动化(super pure metals (nickel, cop

12、per, cobalt) preparation process automation),h,13,金川公司自动化应用现状,6. 有色金属盐类及深加工产品自动化(nonferrous metals salts and nonferrous metals machining automation) 镍及镍合金棒材加工自动化(machining automation system of nickel & nickel alloy stick) 镍及镍合金板带材加工自动化(machining automation system of nickel & nickel alloy plate & str

13、ap) 铜棒材连铸连轧过程自动化(continuous casting and rolling automation system for copper stick) 铜管材加工过程自动化(copper pipe machining automation),h,14,金川公司自动化应用现状,7. 能源电力自动化(energy & power automation) 锅炉燃烧自动化(boiler burning automation) 水电汽测量与管理综合自动化(integrated automation management information system for water, elec

14、trical & steam measurement) 废水处理过程自动化(waste water treatment automation) 发电过程自动化(power plant automation) 变配电自动化(power transformation & distribution automation),h,15,金川公司自动化应用现状,8. 装备自动化(production equipment automation) 井下无轨设备自动化装置(automatic control cabinet for mine trackless equipment) 大型球磨机自动化装置(aut

15、omatic control cabinet for large-size milling machine) 大型浮选机自动化装置(automatic control cabinet for large-size floating machine) 压滤机自动化装置(automation control cabinet for press filter) 大型风机自动化装置(large blower automation unit) 制氧过程自动化(oxygen preparation process automation,h,16,有色冶金企业自动化关键技术,采矿过程自动化关键技术(key

16、automation technique of ore digging process) 井下漏电保护技术(electrical leaking protection of mine electrical control equipment) 大型提升装置交流变频控制技术(AC to AC frequency conversion technique of large hoist system) 井下无线泄漏通讯技术(mine wireless leaking communication technique) 井下有轨设备信集闭技术(control system technique of mi

17、ne trollybus) 井下通风设备优化风量控制技术(optimal control technique of mine ventilating process) 矿山生产综合自动化调度指挥系统(integrated automation scheduling & command system of the mine production),h,17,有色冶金企业自动化关键技术,选矿过程自动化关键技术(key automation technique of the ore processing) 磨矿分级优化控制技术(optimal control technique of ore mil

18、l and classification system) 磨矿分级优化控制技术是选矿过程核心控制之一，控制的目标是合适粒度分布下的最大处理量；国外已有商品化的软件推出，较好地解决了磨矿过程的多变量控制问题，达到了较好的效果，对于每一个工艺流程都需要现场定制。使用的控制方法基于过程机理分析的模糊控制、专家系统或多变量预测控制技术。芬兰Outkumpu公司、南非mintek公司和美国Honeywell公司。,h,18,有色冶金企业自动化关键技术,2. 选矿过程自动化关键技术(key automation technique of the ore processing) 2. 破碎机恒功率控制技术(

19、constant power control technique of crusher) 3. 矿浆粒度在线检测技术(on-line measurement technique of slurry particle-size) 4. 无射源矿浆浓度检测技术(slurry density measurement technique without radiation),h,19,有色冶金企业自动化关键技术,选矿过程自动化关键技术(key automation technique of the ore processing process) 浮选过程优化控制技术(optimal control t

20、echnique for slurry floating process) 浮选过程优化控制技术是选矿过程核心控制之一，是多目标控制，是保证合适精矿品位下的最大回收率；同时，保证尾矿品位最低，对于金川硫化镍矿还要保证氧化镁(MgO)含量不要超标。,h,20,有色冶金企业自动化关键技术,6. 矿浆品位在线分析技术(ore, concentrate, gangue grade on-line analysis technique) 7. 泡沫层厚度在线检测技术(thickness of bubble on-line measurement technique) 8. 浮选槽液位检测与控制技术(le

21、vel of floatation cell measurement and control technique) 9. 精矿水份检测技术(concentrate humidity measurement technique) 10. 高效浓密机控制技术(high-efficiency densification machine control technique),h,21,有色冶金企业自动化关键技术,火法冶金过程自动化关键技术(key automation technique of smelting process) 冶炼生产过程（闪速熔炼、合成熔炼、富氧顶吹熔炼）基于模型的在线控制技术(

22、model based on-line quality control technique for smelter production). 基于模型的在线控制技术又称为分层控制或递阶控制。控制的关键是要建立对象模型。上世纪90年代，金川公司曾建立了基于物料平衡与热平衡的镍闪速炉的机理模型，运行效果不太好，原因是物料的成分变化大，人们对闪速炉的认识不深入，建立的对象模型不准确，没有自适应性。作者认为，正确的方法应该是借鉴机理分析和现代智能控制的方法。,h,22,有色冶金企业自动化关键技术,皮带秤大滞后优化控制技术(optimal control for high lag to belt con

23、veyor weight) 富氧顶吹喷枪位置控制技术(lance position control technique of Ausmelt furnace) 高温熔体温度在线检测技术(high-temperature matte temperature measurement technique),h,23,有色冶金企业自动化关键技术,火法冶金过程自动化关键技术(key automation technique of smelting process) 炉膛负压变频控制技术(frequency conversion control technique of hearth inside neg

24、ative pressure) 高粉尘二氧化硫烟气浓度在线检测技术(the high-dust SO2 off-gas on-line measurement technique) 大型风机防喘振控制技术(protection surge control technique of large size blower) 冶炼炉料比值控制技术(ratio control technique of all materials into smelter furnace) 集中供风优化控制技术(optimal control technique of wind source multi-provider

25、s),h,24,有色冶金企业自动化关键技术,湿法精炼过程自动关键技术(key automation technique of refining process) 粉状物料减量给料技术(technique of powder feed decreased steadily) 镍溶液深度净化控制技术(automatic control technique of deep purification process for nickel electrolyte) 加压釜液位检测与排料阀耐腐耐磨技术(technique of level measurement and anti-corruption f

26、or pressured tank) 高温溶液PH值与电位检测技术(PH and ORP measurement technique for high temperature liquid, up to 80-100) 溶液的密度检测技术( refining liquid density measurement technique) 羰化冶金精馏过程优化控制技术(optimal control technique of rectify reaction tower in nickel carbonyl refining process),h,25,有色冶金企业自动化关键技术,无机化工过程自动化

27、关键技术(key automation technique for inorganic chemical engineering process) 制酸过程优化控制技术(optimal control technique for sulfuric acid preparation) 稀酸阀耐腐蚀技术(anti-corruption technique of dilute sulfuric acid),h,26,有色冶金企业自动化关键技术,有色金属盐类及深加工自动化关键技术(key automation technique of nonferrous metals salt production

28、 and nonferrous metals machining) 镍及镍合金棒材加工自动控制关键技术(automatic control technique of nickel and nickel alloy stick machining process) 铜棒材连铸连轧过程自动控制关键技术(automation technique of copper stick continuous casting and rolling process and its equipment) 铜管材加工过程自动控制关键技术(automation technique of copper pipe mac

29、hining process),h,27,有色冶金企业自动化关键技术,能源电力自动化关键技术(Energy and power automation technique) 烟气氧含量检测技术(measurement technique of oxygen content in off-gas) 锅炉燃烧自动控制技术(automatic control technique of boiler burning) 能源管理系统(EMS)网络技术(network and interconnection technique of enterprise energy management system)

30、能源管理系统(EMS)软件开发技术(software development technique of energy management system),h,28,有色冶金企业自动化关键技术,装备自动化关键技术(equipment key automation technique) 大型装备的故障诊断技术(fault diagnosis technique of large-size equipment) 远程设备的故障诊断与排除技术(remote fault diagnosis and fault remove technique of equipment) 精密设备的现场防护技术(ind

31、ustrial field anti-corrosive protection technique of precision instruments),h,29,有色冶金企业自动化技术发展趋势,通过这几年在有色冶金企业的工程实践，认识到自动化技术本身正在朝以下几个方面发展 数字化(digitalizing)：数字化技术以应用于工业控制的各个方面，数字化仪表，数字化电气控制装置，数字化视频采集。 网络化(networking)：仅仅实现数字化还不够，要实现集中监控，必然要实现网络化，才能将所有的信息集中起来。实现信息综合和自动调度。 集成化(integrating)：集成化主要是指对信息的采集、

32、分析、处理。企业信息化综合软件开发。 智能化(intelligent)：智能化有两层含义，一是指底层智能化，指智能化仪表与智能控制、优化控制等；二是指中层以上，综合信息智能化与生产综合自动化调度。,h,30,有色冶金企业自动化技术发展趋势,1. 仪表数字化与智能化技术(instruments digitalizing and intelligent technique) 数字化仪表(digitalization instruments) 智能化仪表(intelligent instruments) 现场总线技术(field-bus technique),h,31,有色冶金企业自动化技术发展趋势

33、,2. 智能马达控制技术(intelligent motor control center technique) 数字化技术与现场总线技术的结合(combination of digitalizing technique and field-bus technique) SIEMENS公司的3UF50和Rockwell公司的E3 Plus (intelligent MCC products such as SIEMENS 3UF50 and Rockwell E3 plus),h,32,有色冶金企业自动化技术发展趋势,3. 冶金流程先进控制技术(advanced control technique for nonferrous metals enterprise all production line) 大滞后大