企业信息化管理及控制系统在电解铝厂的应用
中图分类号：F270.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0138-01
1 绪论
生产实时控制级（PCS）位于信息化系统的底层，负责生产过程数据采集及控制，是实施信息化管理及控制的基础；生产执行系统（MES）位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统，为操作人员和管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态；企业资源计划（ERP）实现企业的供销、财务等方面的信息化管理。本文主要针对前两层，即生产实时控制级（PCS）、制造执行系统（MES）。
2 生产过程控制系统（PCS）
电解铝的生产过程自动化控制系统一般采用PLC+IPC设计。各车间PLC控制系统设以太网通讯接口，通过控制工业以太网与全厂生产监控调度中心连成一体，形成全厂性的完整统一的控制系统网络。
全厂生产监控调度中心设在综合楼，实现全厂生产过程的集中监视、管理，全厂公用及辅助车间的集中控制、操作和管理。
2.1 控制系统构成
电解铝厂依据工艺生产流程特点和自然区域位置特点一般划分为4个片区进行控制。在片区控制室内设置服务器、工程师站和操作员站及上下级控制系统通讯用的接口设备等，实现对片区整个生产过程实现信息采集和控制。
片区划分如下：
（1）整流供电片区：位于整流所内。控制车间包括：230kV开关站，整流所，6.6kV中心及分配电所。
（2）电解车间片区：位于电解车间办公室及计算站内。控制车间包括：电解车间，电解烟气净化中心，氧化铝贮运，空压站和空压站循环水，铸造车间和铸造循环水，袋装原料库，氟化盐仓库，槽大修车间，阳极组装车间。
（3）阳极生产片区：位于生阳极车间配料层内。控制车间包括：残极处理车间，沥青贮存及沥青熔化，煅后石油焦卸料及烘干，生阳极车间，炭素区循环水，热媒锅炉房及换热站。
（4）阳极焙烧片区：位于电解车间办公室及计算站内。控制车间包括：阳极焙烧、焙烧烟气净化。
2.2 视频监控系统
为对全厂生产、安全进行全方位的综合管理，为改善恶劣条件下工作人员环境并对主要大型工艺设备运行状态及重要岗位进行实时视频监控，在集中控制中心设置全厂工业电视监控系统。通过摄像装置，视频信号处理服务器，通讯网络传输至全厂生产监控调度中心进行现场的监控及数据存储，利用调度大屏显示系统，实现对全厂的实时视频监控。
2.3 计量数据采集系统
计量数据采集包括以下4个系统，对企业能源进行管控。
（1）电能计量系统；（2）用水量计量系统；（3）压缩空气计量系统；（4）物料管理系统。
3 制造执行系统（MES）规划
制造执行系统通过对生产数据信息的采集、加工、处理、分析、优化、存储、发布、应用，使工艺过程控制、生产管理数据信息融为一体，实现对流程、生产资源计划和控制的优化，加强生产调度管理，优化企业的生产操作，增加产品产量，提高产品质量，降低生产消耗和生产经营成本，为企业领导的生产决策、生产组织管理和生产岗位操作提供及时准确的信息依据，实现企业管理信息化、自动化、科学化的目标，提高整个企业的运营效率和市场竞争能力。
3.1 生产调度管理系统
以各车间PLC控制系统为基础，在全厂生产监控调度中心进行数据采集和发送，根据流程关系、系统的物料平衡关系和能量消耗规范，优化调整系统控制参数，实现以调度为核心的辅助调度决策，为生产的调度、管理人员和操作人员提供一个交互平台。
实现生产过程和设备的动态管理，文字材料、视频信号、实时数据的集成管理。调度中心通过调度指挥模块直接下达调度指令；各车间操作人员通过该系统向调度管理人员汇报生产情况、请示处理方案。
3.2 设备管理系统
存储和管理主要设备的原始技术资料与设备参数、重要设备和生产环境的定点、定周期、定路线地人工电子巡视检查数据、设备的状态和实时运行数据。实现大型设备的综合监管，和小型设备的无人值守，及时发现设备隐患或故障，科学调度保障设备安全运行，提高设备运转率，提供科学的设备维护检修计划。
3.3 能源管理系统
对生产过程能源生产、供应、消耗进行实时监控与管理，实时采集水、电、压缩空气等能源的消耗数据和单耗，对生产过程的能源消耗量和单耗量进行统计和分析；根据能耗数据实时动态分析生产能耗情况，寻找生产能耗症结，实现节能辅助决策。
3.4 生产计划统计系统
根据企业年度生产经营计划和各种生产因素，制定和生成年度的生产计划：如产成品、中间产品的生产计划、原材料需求计划、动力能源需求计划、技术指标计划、质量指标计划、重要设备运行计划、重要设备大修检修计划等的编制、审核、发布、修改；生成报表：如原材料计划、质量指标计划、技术指标计划、重要生产设备的运行台时计划、重要设备检修计划、能源计划等报表。
3.5 质量管理与化验分析
以数采数据为基础，遵照质量管理体系的要求，通过科学的方法进行快速、高效、全过程的质量反馈、处理、跟踪机制，实现对各工序、工段、车间的生产控制、工艺标准执行情况和在制品质量进行有效监视和及时反馈，保证产品质量合格稳定。
