隨著云計算、大數(shù)據、人工智能、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網等新一代網絡信息技術日益成熟，流程行業(yè)正在圍繞“精準、高效、優(yōu)質、低耗、安全、環(huán)保”目標，打造高水平智能工廠。
當前，流程行業(yè)生產過程控制普遍存在以下問題：控制系統(tǒng)設定依賴人工決策參與，控制過程無法實現(xiàn)完全自動化；質量判斷、檢測需要人工，無法實現(xiàn)在線實時控制，難以達到理想控制效果。
東土科技流程工業(yè)決策控制一站式解決方案，基于高實時虛擬化Intewell操作系統(tǒng)和MaVIEW一體化控制軟件平臺，在一臺邊緣控制器設備上集成智能優(yōu)化、數(shù)據存儲、實時控制、可視化、數(shù)字孿生功能，實現(xiàn)流程工業(yè)生產過程的智能化和少人化。
01 熔煉過程智能運行優(yōu)化控制與監(jiān)控一體化系統(tǒng)
A方案背景
電熔鎂熔是通過控制三相電極與爐內熔池液面處于合適位置形成電弧放熱，將電能轉化為熱能，利用熱將原料菱鎂礦石轉變成電熔鎂砂。熔煉過程中，電能成本占整個電熔鎂砂生產成本的60% 以上，控制三相電極電流穩(wěn)定是提高產品產量，進而降低產品單噸能耗的必要手段，因此電熔鎂爐控制的核心是電極電流的控制。為了保證電熔鎂砂產品質量，降低生產成本，需要根據能耗要求給出合理電流設定值，并且使電極電流跟蹤電流設定值。
當前電熔鎂爐工藝控制的主要問題：1. 產品的產量低、單噸能耗高；2. 對生產設備和操作人員的安全造成威脅。
B解決方案
東土科技熔煉過程智能運行優(yōu)化控制與監(jiān)控一體化系統(tǒng)，采用東土科技邊緣控制器，搭載高性能的處理器和高性能顯卡，內置高實時虛擬化Intewell工業(yè)操作系統(tǒng)，同時隔離運行實時系統(tǒng)與非實時系統(tǒng)兩種環(huán)境。其中的實時系統(tǒng)配套MaVIEW一體化控制軟件平臺，實現(xiàn)了邏輯控制、回路控制和過程監(jiān)控，為實現(xiàn)智能運行優(yōu)化控制提供了必要條件。非實時系統(tǒng)包括了Windows10和Ubuntu兩個環(huán)境，Windows10環(huán)境下運行電流控制轉換、數(shù)據庫，Ubuntu 環(huán)境下運行優(yōu)化以及監(jiān)控、數(shù)據采集和處理、工況識別與自校正軟件。
該系統(tǒng)將現(xiàn)場工況感知、電熔鎂爐的智能優(yōu)化與實時控制等多種任務一體化，打造成為具備自主決策能力的創(chuàng)新型工業(yè)控制系統(tǒng)，同時控制器硬件設備、底層的操作系統(tǒng)、控制軟件、智能優(yōu)化算法等均為100%自主研發(fā)，從根本上保證了工業(yè)安全可控。
C方案效能
在遼寧省某集團下屬電熔鎂砂生產廠，年生產各種品位的電熔鎂砂30萬噸以上，該生產廠應用東土科技“熔煉過程智能運行優(yōu)化控制與監(jiān)控一體化系統(tǒng)”進行實際部署及測試，結果表明相比原有的人工設定值方式，單噸能耗降低了5.1%，減少了電極電流波動，減少了異常工況發(fā)生從而保障了電爐的系統(tǒng)壽命，并降低了工人強度。
02氧化鋁蒸發(fā)與堿液調配、氧化鋁溶出過程智能一體化控制系統(tǒng)
A方案背景
氧化鋁蒸發(fā)與堿液調配：
苛性堿溶液是氧化鋁生產中的重要原料，氧化鋁蒸發(fā)與堿液調配的目的是調配出料苛性堿濃度(nk)的合格堿液。
該過程的控制目標是：在保證生產安全的前提下，將蒸發(fā)出料苛性堿濃度nk控制在一定的范圍內，提高出料苛性堿濃度的合格率。
當前問題：當前生產調節(jié)依據的苛性堿濃度主要依靠人工化驗，時間長，效率低，且人工難以及時準確地計算出原液、母液以及液堿流量回路的設定準確值，造成苛性堿濃度波動大，常常超出工藝要求目標值范圍，導致苛性堿濃度的合格率降低。
氧化鋁溶出過程：
溶出過程是拜耳法生產氧化鋁的主要工序，高濃度的苛性堿液與鋁土礦漿中氧化鋁水合物在高溫高壓環(huán)境下發(fā)生化學反應，生成鋁酸鈉溶液。
該過程的控制目標是控制氧化鋁溶出率和溶出液的苛性比值，該指標與產量有直接關系。
當前問題：目前在大多數(shù)采用拜耳法生產氧化鋁的企業(yè)中，苛性比值主要依靠人工化驗完成，化驗滯后大，難以在線檢測苛性比值實現(xiàn)及時控制，影響產量。
B 解決方案
利用原工廠MES系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)，搭建基于邊緣控制器的智能檢測與設定一體化優(yōu)化控制系統(tǒng)，將原人工控制系統(tǒng)變成智能化自動控制系統(tǒng)。
東土科技智能檢測與設定一體化控制系統(tǒng)解決方案，基于高實時虛擬化Intewell操作系統(tǒng)的邊緣控制器，集成智能檢測、智能設定、數(shù)據存儲和反向控制功能，采用規(guī)則推理技術將人工控制經驗轉化為規(guī)則知識，同時兼顧更多的影響變量，實現(xiàn)了對氧化鋁生產過程中的智能實時在線檢測和智能設定，解決了人工控制效率低、合格率低的問題，并關注系統(tǒng)安全運行與優(yōu)化，為生產過程定制性能優(yōu)、合格率高、能耗低、并可延壽的全面技改方案，提升生產工藝價值。
C 方案效能
山西某知名氧化鋁化工企業(yè)，應用東土科技該智能檢測與設定一體化控制系統(tǒng)解決方案。經檢測，氧化鋁蒸發(fā)過程，堿液調配測量精度提高了88.0%；堿液調配NK合格率為81.6%，比人工設定提高了3.9%；堿耗降低，平均每年節(jié)約一頓堿。
溶出過程，苛性比值精度提高了45.2%，苛性比值控制穩(wěn)定在1.4附近；苛性比值合格率為100%，與人工設定相比，提高了5.65%；產品質量提高3.69%，對應氧化鋁產量提高0.28%。
