氧化铝拜尔法中IA-series集散系统应用

1、 氧化铝拜尔法中IA/series集散系统应用摘 要i/as系统在铝氧化生产控制中起到了巨大的积极效果，为我国各大铝矿生产效率的提升起到了至关重要的作用，国内外的实际使用情况足以证明，该系统具有高度的稳定性和可靠性。本文主要通过对i/a series集散系统的应用分析，对其硬件性能做出了深入的研究和处理，同时对其所包含的内部软件自动化和智能管理的功能进行了简要的说明。针对该系统的整体性能做出了介绍和探讨，并以此为根据，说明该方法在实际应用过程中所具有的优越性。关键词 i/a series；dcs；智能信息管理；控制；开放性中图分类号tp39 文献标识码a 文章编号 16746708（2012）

2、760183020引言i/a series集散系统在世界范围内应用广泛，尤其是其自身性能优势导致其在制铝行业的技术改革中得到广泛的重视和应用。就当前应用情况来说，无论是老厂技术革新还是新建生产线上，这套系统都是热门的选择1。在我国拜尔法生产的氧化铝由于自身具有较高的性价比而广受欢迎，是当前阶段提升生产效率的有效手段，尤其是该系统具有非常卓越的稳定性，对于长时间安全生产具有重要的现实意义。一般来说，生产氧化铝基本通过溶出、分解、蒸发和焙烧四大步骤实现，本文就以我厂蒸发工艺流程为基本的研究对象，对该系统进行研究。1 dcs系统i/a series系统在实际应用过程中表现出诸多优势，如良好的软件和硬

3、件系统的设计基本上都是采用了开放式设计方式，能够通过较少的硬件品种的组合来提升系统的整体性能，尤其是其各个节点之间没有形成必要的关联，所以可以独立运行彼此的控制功能，更是极大的节省了系统资源。在本文所研究的蒸发工艺流程中，我厂一期蒸发原i/a系统测点和控制回路相对于系统整体来说较少，所以具体配置情况如图1所示。应用操作处理机：采用较为常见的unix系统软件作为基本的操作系统，采用ultrasparc 64位工作站作为基本的硬件支持，能够作为一个单独的人机交互接口存在，同时对于网络信息传输的相关需求也能够满足2。操作站处理机：其功能是为其他关联程序提供一个基本的用户操作界面，实现人际之间的有好交

4、互行为，基本硬件配置同上，并能够和应用操作处理机之间形成硬件互补或互为备用。控制处理机：基本功能为行为控制，也就是协同其他的现场硬件设备形成对方案的过程控制，对于实时监测和数据采集工作的顺利展开具有非常重要的现实意义，尤其是能够针对所传送信息的特点进行报警，更是极大的节省了人力资源。现场总线组件：也就是上文中所提及的现场硬件（i/o卡），作为采集和转换现场信号的重要工具，可以通过数字信号和模拟信号的传送来保证多种设计功能的实现。通讯处理机：改硬件的主要作用在于提供能够协助与本文所研究的i/a series系统中的其他硬件设备的调制解调功能，从而实现各终端的输出和通讯需求。2 主要控制系统2.1

5、蒸发器料位控制系统的具体实现方案如图2所示，基本上采用了单回路控制系统，这是由于本工艺流程部分中控制回路相对较少而设计的。在本文所研究的系统内所采用的自蒸发器料位控制的主要作用在于保证系统内的自蒸发器里料位能够被控制在一个相应的位置上，从而保证整个工作流程的顺利实现。而从本质上来说，这一系统实际上也就是一个简单的单回路调节器，通过pid对进料泵的运转速度进行调节，从而保证机器的运行过程中由于各种因素所造成的偏差被彻底消除3。2.2母液浓度控制系统在氧化铝拜尔法制取过程中，母液浓度的控制不仅仅是一个重点，同样也是设计中必须重视的难点问题。采用拜尔法进行氧化铝的制备过程中，对于蒸发这一工艺流程的评

6、价标准最终还是母液浓度水平。该指标的控制主要是通过蒸汽流量和原液流量两大指标进行的，那么在设计过程中，同样可以通过对这两种指标之一进行控制来实现设计目标。当采用蒸汽流量作为基本的控制参数的时候，由于蒸汽总量对于母液所具有的影响相对较小，加之流量的规模不可能一直处于最大状态，将会影响最终检测结果的准确性选择入口的原液流量作为被控量参数，所设计的控制目标的实现相对较为容易，因此笔者进行了如图3所示的设计，处于系统中的母液浓度计反馈出母液浓度出现某些变化的时候，就可以通过pid来对原液泵进行控制处理，从而调整原液流量，进而保证流量差异能够消除，机器顺利进行生产。3 系统软件本文所研究的i/aseri

7、es软件从功能上可以分为信息管理和自动化两大部分，软件系统同样从这两个方面出发4。值得我们注意的是，本系统具有分布式结构的一般性特点，同时也有标准化兼容的优势，从本系统的实际应用需求角度出发，该系统主要由如下软件构成：1）control config组态控制工具；2）report writer（工作情况录入）；3）system monitor（整体运行情况监控）；4）historian 500（系统操作日志存读）；5）device monitor（运行情况监控软件）；6）display manager（显示管理软件）；7）system config（系统基本组态）；c compiler（c语言

8、编译器）有关软件的编制：笔者在对i/aseries系统进行研究的过程中发现，该系统不仅仅提供了性能卓越的信息管理功能和自动化的软件，还应该根据拜尔法制备氧化铝生产的实际工作情况，具有高度针对性的进行其他的软件设计以保证系统能够符合实际生产需求，下面软件的编制对于提升系统功能具有重要的作用，是本文所研究的补充：过程报表编制与组态系统组态流程图绘制与组态控制组态历史子系统组态组显示组态报警显示和报警组态4 系统实时在线功能分析4.1显示功能本系统基本上采用两台以上的专业crt显示器对本系统的整体生产过程进行全程的数据显示，尤其是对工艺流程的主要参数和发展趋势，更是能够进行清洗完善的表示，有利于提升

9、系统管理和操作人员工作的准确性，并能够及时的反应系统工作情况，为安全生产和实施监督提供便利条件。4.2模块化设计，提升系统开放性本文所研究的系统内部的每一个软件都符合工业生产要求，本身具有非常强的抗干扰能力，同时通过多种特殊封装手段来进行电子元件的保护，采用模块化设计方式，便于机器各种插件的更新和扩展，对于电器的后期维护提供了极大的便利，满足带电插拔工作需求5。4.3软件功能化设计笔者在这里所研究的i/a集散系统采用了国际领先的多任务venix操作系统，软件本身具有高度的可扩展性，同时软件自身的安全性和可靠性以及稳定性都有所保障。而采用分布式软件设计方案，同样也为该系统的后期维护和检修、扩展提

10、供了方便，在控制组态方面，foxboro提供的标准型输入输出模块（如ain、din、aout、dout）、pid模块等，系统整体构架合理，和硬件的兼容性较好，能够在很大程度上保证系统软件运作流畅，从而为安全生产奠定了建设的基础。4.4控制功能通常通过两台以上的专门操作中心来对本系统中的主要数据进行采样和分析，尤其是温度、压力、进料流量等基本数据，更是可以提供一定程度的监控功能，对于系统的各个部分之间的连接情况、系统工作状态下的基本物理条件等等，都将通过该功能进行监控和汇总，以供专业检修人员分析。4.5对外输出功能利用专用的接口和打印机等进行连接就可以定时、随时的对系统中所收集到的各种数据和基本统计情况进行报表输出，同时也可以为日常生产绩效水平管理的提供必要的数据支持。5 结论作为一种复杂的工业生产流程，采用拜尔法进行氧化铝的制备同样是一种较为复杂的控制过程，而所进行的控制对象自身也具有相应的特点，如具体操作参数较为复杂，各个基本参数量之间有非常明显的关联性等等。而本文所研究的 i/aseries集散系统由于自身所具有的种种优势，使其在氧化铝制备过程能够起到良好的控制作用，因此在国内外的制铝行业中被广泛应用。该系统从投入制铝行业的生产之后，其安全性和可靠性一直为人们所乐道，其软件和硬件基本上满足了理想的设计要求，为制铝行业的现代化提供了必要的技术支持和帮助。参考文献1