东方希望

PKS HONEYWELL 常规仪表+PLC（AB） 常规仪表 PLC（AB）+ControlLogix

过程实时数据点数合计 9200TAGs，考虑到一些零星表、盘装表和汽 车检斤系统的数据以及二线的部分数据，总信号点数约为约有21100。 3.2网络系统 公司质检楼已经建成办公网络。 3.3企业经营管理系统 公司已经建立财务系统，用友U8。原料称重数据已经进入财务系统。

三、网络现状
3.1过程自动化系统 东方希望(三门峡)铝业有限公司400kt/a氧化铝工程,生产主流程的控制采 用和利石DCS控制系统,设立原料磨、溶出、沉降、种子过滤、蒸发、成品过滤、 焙烧七套控制系统，将整个氧化铝厂的主要生产操作集中在这七套控制系统中, 采用控制室CRT操作站集中控制和操作的方式,对整个生产过程的信息集中地进 行监视和控制。另外,煤气站生产主流程的控制亦采用DCS控制系统。除上面所 述的DCS系统外，还包括全厂所有电量采用清华紫光的DCAP2002系统，堆场、原 料输送、石灰消化采用的PLC系统，沉降过滤液滤采用霍尼维尔的PKS系统，南 北汽车衡的数据采集系统（已经集中到财务系统）。同时,设立全厂生产信息调 度中心,将氧化铝七套控制系统和煤气站的DCS控制系统与全厂生产信息调度中 心的网络连成一体,实现生产过程的监视、控制和管理的集中化和自动化。 公司一期工程中原料磨单元、溶出单元、沉降单元（含凝絮剂生产PLC控制 系统）、分解系统、蒸发单元、焙烧单元（含成品过滤单元的控制）和热电厂 采用了DCS控制；煤气站采用了常规仪表控制；石灰消化系统采用常规仪表+PLC 控制（电机控制）。各系统的数据通讯过程变量和基础条件见表一。

系统分类 HOLLiAS MACS V
系统数量 六套（原料磨单元600TAG、溶出单元1200TAG、 沉降单元1000TAG、分解系统900TAG、蒸发单元 900TAG、热电厂2000TAG 一套(沉降单元+凝絮剂生产系统S7-300作为PKS 的远程IO单元1000TAG) 一套（石灰消化常规仪表+电机AB PLC，增数据 采集系统400TAG） 一套（煤气站，增数据采集系统300TAG） 两套（空压站、原料输送700TAG）
灵活扩展原则：为了使现有的系统在将来能够得到充分的利 用，当前的投资在以后不被浪费，这就需要系统具有充分灵 活的适应能力和高度的可扩展性能。以便于系统将来的扩容 及与升级。 便于维护原则：这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。 系统工程实施结束交付使用以后，应该便于各种日常维护工 作，能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、 硬件备品备件的更换和软件系统的升级。 安全性原则：由于生产网络系统是基于网络体系的，网络安 全性将是系统建设的核心技术，因此安全性原则非常重要。

基于上述原因，再结合东方希望铝业有限公司的现状，东方希望生产网络系 统主干网络可以采用环形/星型网络和星型网络。相对于星型网络，环形/星型网 络费用较高，技术难度较大，但是网络安全，稳定。使用起来更加可靠，环形/星 型网络把网络的重要环节做成环网形式，一旦环网中的某条链路出现故障，或遭 到以外损坏，网络通过工业以太环网交换机自动找寻其他通路，保证网络的正常 运行，而且工业以太环网交换机能自动搜寻最简洁的路径，使网络传输迅速、便 洁。根据东方希望铝业有限公司的要求，下面主要介绍一下星型网络。

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3）充分利用先进的自动化技术、网络技术、信息技术为该生产网络 提供语数据、图像信息,逐步使生产过程自动化与生产调度管理的信 息化走向一体化，实现管控一体化。 4）系统能够实现远程监控、远程诊断以及优化调度，有关人员可在 任何时间和地点通过网络用标准化的、统一的图形界面了解企业的生 产情况。 2.2 建设原则 可靠性原则：生产网络的可靠性是系统具有实用性的前提。 实时准确的原则：生产网络的基本功能就是将被监控对象发生的事件 在有限的时间内准确及时地反映上来。并根据系统控制程序实施合理 控制。因此实时性与准确性的原则贯穿在系统设计的各个方面。 先进性与实用性相结合的原则：既要保证系统设计的先进性，又要保 证系统设计的实用性。选用的设备是经过实践检验的成熟产品，同时 考虑系统的总体成本，提供最合理的方案。

五、网络的平台建设

工业以太网 随着工业自动化系统向分布化、智能化的实时控制方面发展，用户对统一的通信协议和 网络的要求日益迫切。另一方面，Intranet/Internet等信息技术的飞速发展，要求企业从 现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架，但多种自动 化系统互不兼容，不同公司的控制器之间不能相互实现高速的实时数据传输，信息网络存在 协议上的鸿沟导致出现“自动化孤岛”等，促进了以太网在控制领域的应用发展。
东方希望组网技术方案





一、项目的确立及实施的意义和必要性 二、总体要求及建设原则 三、网络现状 四、网络的层次结构 五、网络平台建设 六、生产数据的采集 七、策略设计
八、培训及技术交流 九、售后服务

一、项目的确立及实施的意义和必要性


本项目是针对东方希望铝业有限公司拜耳法氧化铝生产工艺过程，基于生产目标的过程优 化设定技术，故障诊断与故障预报技术，生产过程信息集成技术等多项综合自动化技术， 开发氧化铝生产过程的集检测、控制、优化、调度、管理和决策等功能于一身的高效率、 高质量的综合自动化系统，从而实现氧化铝生产过程中的在线成本的预测、控制和反馈校 正，形成生产成本控制中心，保证氧化铝生产过程的优化运行；实现生产过程的优化调度、 统一指挥，形成氧化铝生产指挥中心，保证氧化铝生产过程的优化控制；实现氧化铝生产 过程的质量跟踪、安全监控，形成氧化铝生产过程质量管理体系和设备健康保证体系，保 证氧化铝生产过程的优化运行与管理，实现氧化铝生产过程综合自动化技术产业化，对大 型复杂过程自动化系统具有示范应用。因此，本项目的组织实施具有重大意义。 通过在过程控制基础上建立以经济指标为目标的生产执行系统(MES)，不仅可以实现生产过 程的自动控制，优化生产的运行和管理过程，达到生产执行、管理和决策的信息化、科学 化，将传统的以人工经验为基础的粗放型生产经营管理模式转变为以信息技术为基础的集 约型经营管理模式,走新型工业化道路。同时综合自动化系统的实施可减少煤、电、氧化铝 矿石的消耗，改善操作环境，减轻劳动强度，节能降耗，提高环境质量，对氧化铝行业实 现可持续发展具有积极意义。




电厂主控室、原料车间主控室、沉降车间主控室各放置一台汇聚层交换机 电厂附近设备进入接入层交换机，通过光纤接入电厂主控室的汇聚交换机。 原料车间附近设备进入接入层交换机，通过光纤接入原料车间主控室的汇聚 交换机。 沉降车间附近设备进入接入层交换机，通过光纤接入沉降车间主控室的汇聚 交换机。 原有管理网络交换机通过光纤接入核心交换机。 利用防火墙和路由器，通过现有的互联网专线，为企业内部用户提供互联网 服务。
六、生产数据的采集
生产过程的数据采集到实时数据库。通过各工序的控制系统、数据采 集站及智能仪表与生产执行管理系统联网通讯，进行实时、准确、完整地 获取生产过程技术数据，快速地将生产数据采集到生产执行管理系统数据 库。 生产过程控制系统是生产控制的核心，它包含着管理者需要监控的各 种工艺参数。实现生产过程控制系统与调度管理系统集成连接意义重大。 为了系统扩展和维护方便，应采用国际标准接口软件。 本系统与控制系统的I/O接口可采用多种方案，常用的有DDE和OPC两种形式。 OPC规范包括OPC服务器和OPC客户端两个部分。其实质是制定了一套针 对控制对象和设备的公共接口标准，或者说是在硬件供应商和软件开发商 之间建立了一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对两者来 说都是透明的，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软 件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程，任何OPC客户机可以去请求和 获取OPC服务器的数据，在过程控制和机器制造领域实现了“即插即用”， 通过这种方式，繁杂的各类设备驱动程序问题可以消除，同时也加速了数 据的传输速度。

其主要设备及软件系统配置包括工业以太网交换机、监控主机、网 络及安全管理系统、自动化软件集成平台、各类接口软件系统、WEB访问 支持软件系统以及应用系统。 工业控制层和设备层：主要包括各个DCS系统、PLC系统、电力综保 系统以及检斤系统。能够进行可靠数据采集、控制、存储、显示；不但 能够独立实现本系统的自动化监测与控制，还要保证各个子系统的数据 准确、完整，给生产网络建成后提供必要的数据信息，该部分是管控一 体化的建设建设的基础和依据。
二、总体要求及建设原则






2.1 总体要求 东方希望铝业有限公司生产网络的目的是为了实现东方希望铝业有限公司在生 产过程中主要系统和机电设备的集中监测，集成各个工序的生产实时数据与管 理信息，以便信息的综合利用，提高效率，降低成本，提高企业的竞争力。 东方希望铝业有限公司生产网络项目建设的主要目标就是建设东方希望铝业有 限公司统一管理各个工序的监测、监视、监控网络平台，基本建成能与生产区 现有信息化网络基础平台实施无缝连接，将各个工序的分支系统监控点通过集 成、汇聚后直接接入生产网络系统。 要充分考虑现有系统和今后其二线、三线系统的接入和整合，从而节省投资、 提高性能。集中监测、监控各工序节点，可灵活地设置监控模式，并可进行实 时的高质量的数据流、信息流的传输，方便存储和检索，真正实现网络管理。 系统建设总体要求如下： 1）充分考虑企业的行业特点，即生产过程兼有离散和连续的特点，生产过程 主要表现为大型设备监控、生产过程监测、以及重要环节的自动化，并在此基 础上实现系统的集成。 2）系统要全面考虑生产过程中的任一环节的监测、自动化，要将生产过程作 为一个整体来考虑，以达到各环节间的“无缝连接”。

主干网带宽 1000M，终端用户带宽10—100M自适应，室内距离小于 100米均采用5类双绞线进行综合布线，室外和距离大于100米均采用单模 光缆，网络逻辑结构图如下。
核心交换机选用华为S6503千兆安全智能三层交换机，提供大容量、高密度、 模块化的二、三层线速转发性能，同时具有丰富的业务功能、强大的QoS保障和 NAT处理能力，以及完善的安全管理机制和电信级的高可靠设计，完全满足东方 希望（三门峡）铝业公司对多业务、高可靠、大容量、模块化的应用需求。 汇聚层交换机选用华为S3500系列安全智能三层交换机，是华为公司为充分 满足安全IP交换和高QOS保证的需求而推出的智能型以太网交换机。该系列交换 机提供完善的路由协议、VLAN控制、流分类、QOS保证的机制，以及完备的业务 控制和用户管理能力。这些智能化的特点非常适合作为关注业务管理控制和网络 安全保障能力的生产业务网络的汇聚三层交换机。 接入层交换机选用智能接入交换机采用高性能的ASIC实现线速的L2层交换， 具备灵活的带宽分配和安全的接入控制功能，并提供丰富的管理手段，适用为车 间提供高速Ethernet接入以及为车间内部提供工作组级的交换服务。 一台核心交换机放置在计控化验楼的机房内，通过光纤连接电厂、原料车间、 沉降车间主控室的汇聚层交换机。
四、网络的层次结构
管网一体化是“生产数字化”、“生产信息化”的基础，是“减少井下 从业人员”的主要手段。它是由设备层、控制层、网络层、管理应用层组成。 管理网络层：主要实现管理应用系统对工业环网上生产现场数据的获取， 一方面应用系统获得了生产一线的信息；另一方面综合自动化系统中控制措 施的采取，其信息源有些会来自综合自动化系统的外部（比如来自企业物流 系统的信息），需要工业以太环网与管理网络的互联，以实现自动化监控系 统与管理应用系统的信息交换。 其主要设备配置包括核心交换机、服务器群组、路由器、安全系统、WEB 访问支持软件系统以及应用系统。 工业以太网络层：作为综合自动化系统的主要基础设施，主要为各自动化 子系统建立起能够进行可靠数据采集、传输、交换、存储、显示的网络平台； 建立监测、控制、报警、趋势分析、数据归档的自动化管理应用平台；实现 与管理网络的互联，实现与应用系统的信息共享，使生产过程的控制管理更 趋向科学、合理。