氧化鋁廠(chǎng)的每個(gè)片區(qū)設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)集中控制室并設(shè)有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，實(shí)際配置如下：原料磨片區(qū)為AS414H冗余控制器；壓煮溶出兩組為兩套冗余的AS417H冗余控制器；分解片區(qū)為一套冗余的AS417H冗余控制器；赤泥沉降片區(qū)為一套冗余的AS417H冗余控制器；母液蒸發(fā)兩組共為兩套冗余的AS417H冗余控制器；氫氧化鋁焙燒及過(guò)濾兩組共為兩套冗余的AS417H冗余控制器；另外每個(gè)片區(qū)的集中控制室中分別設(shè)有兩臺(tái)臨時(shí)的操作員站。全廠(chǎng)局域網(wǎng)為100M光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，車(chē)間級(jí)DCS控制系統(tǒng)可通過(guò)其以太網(wǎng)光纖通訊卡接入以太網(wǎng)，并通過(guò)4臺(tái)冗余的服務(wù)器和全廠(chǎng)的集中操作員站相聯(lián)系實(shí)現(xiàn)集中控制、管理和操作。每個(gè)片區(qū)的臨時(shí)操作員站也與該以太網(wǎng)相連接，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。網(wǎng)絡(luò)最上層（廠(chǎng)級(jí)控制層）設(shè)有全廠(chǎng)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(MES/ERP)，通過(guò)該管理系統(tǒng)可隨時(shí)隨處上網(wǎng)瀏覽全廠(chǎng)生產(chǎn)流程的執(zhí)行的情況，根據(jù)各個(gè)片區(qū)的生產(chǎn)進(jìn)展情況作出實(shí)時(shí)的判斷并統(tǒng)一調(diào)度生產(chǎn)運(yùn)行人員；各個(gè)片區(qū)車(chē)間控制級(jí)的PCS7系統(tǒng)通過(guò)冗余的Profibus  Dp總線(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)PLC,OEM及變頻器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與PCS7系統(tǒng)通訊主要有如下幾種方式：

    1、 一般電機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸由低壓配電柜回路中配有的馬達(dá)控制器對(duì)電機(jī)控制，并通過(guò)馬達(dá)控制器的通訊接口上傳至低壓配電室的MCC柜的PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)的電氣接口模塊Y-LINK進(jìn)行通訊。2、一般電動(dòng)閥等需采集控制點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用現(xiàn)場(chǎng)分布式I/O模塊形式控制，然后通過(guò)該模塊提供的通訊接口上傳數(shù)據(jù)仍然至低壓配電室的MCC柜的PLC系統(tǒng)。再與電氣接口模塊Y-LINK進(jìn)行通訊。3、對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)帶變頻的電機(jī)由變頻器提供的通訊接口直接上傳數(shù)據(jù)至DCS控制系統(tǒng)中的電氣接口模塊Y-LINK。4、對(duì)于成套的OEM設(shè)備只需提供與DCS通訊協(xié)議一致的接口，就可上傳數(shù)據(jù)至DCS控制系統(tǒng)的的電氣接口模塊Y-LINK進(jìn)行通訊。電氣接口模塊Y-LINK作用是上傳數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分離成互為冗余的兩組通過(guò)Profibus  Dp總線(xiàn)上傳至控制器。對(duì)于任何的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備PCS7系統(tǒng)只提供了一種Profibus  Dp的通訊協(xié)議，各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如果與PCS7進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，需提供與之相通訊的Profibus  Dp的接口

    2、 生產(chǎn)調(diào)試中的實(shí)際應(yīng)用情況（優(yōu)缺點(diǎn)）：
由于業(yè)主方招標(biāo)時(shí)，PLC、變頻器及馬達(dá)控制器的提供商不同，通訊協(xié)議也不一樣，協(xié)議的轉(zhuǎn)換成為系統(tǒng)實(shí)施中的難點(diǎn)。晉北鋁廠(chǎng)的馬達(dá)控制器、變頻器、PLC控制系統(tǒng)、OEM設(shè)備提供的通訊接口大致有三種：
Profibus  Dp、 Devicenet、 ModBus。由于車(chē)間級(jí)管理層采用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為PCS7系統(tǒng)，如果不同通訊協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行向上通訊時(shí)須提供其與之相同的通訊接口（Profibus  Dp接口）。如PLC為羅克威爾產(chǎn)品通訊接口為Devicenet接口，馬達(dá)控制器為ABB產(chǎn)品提供modbus通訊接口，馬達(dá)控制器向上與PLC通訊需提供ModBus轉(zhuǎn)Devicenet通訊接口，PLC與DCS通訊需提供Devicenet轉(zhuǎn)Profibus  Dp通訊接口，有些協(xié)議的轉(zhuǎn)換模塊是成套廠(chǎng)商的產(chǎn)品，而有些協(xié)議的轉(zhuǎn)換模塊是第三方的通訊接口模塊，第三方的產(chǎn)品對(duì)于系統(tǒng)的配置和數(shù)據(jù)的傳輸設(shè)置都帶來(lái)很大的困難。另外馬達(dá)控制器監(jiān)控的參數(shù)過(guò)多，致使電氣設(shè)備跳停頻繁。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上的四個(gè)服務(wù)器成為向上傳輸數(shù)據(jù)的瓶頸。還有諸多的缺點(diǎn)需要在生產(chǎn)運(yùn)行中去逐步改造。盡管如此，但是PCS7的全集成自動(dòng)化的控制平臺(tái)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)搭建起來(lái)，它依靠總線(xiàn)技術(shù)的面向工藝過(guò)程的分散控制功能，高模塊化、可擴(kuò)展性和開(kāi)放性以及強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件編程和組態(tài)功能時(shí)時(shí)體現(xiàn)著它無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。

    結(jié)束語(yǔ)：

    全集成自動(dòng)化控制在氧化鋁行業(yè)中首此采用，這是氧化鋁行業(yè)提高自動(dòng)化水平邁出的一大步。目前山西魯能晉北氧化鋁廠(chǎng)已全面投產(chǎn)， 由于采用了總線(xiàn)技術(shù)使得生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，減少了很多的配線(xiàn)，安裝成本和故障率大大降低，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)集中控制，操作崗位也大大減少。全廠(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，從車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到全廠(chǎng)管理級(jí)，對(duì)于全廠(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行情況，人力資源管理，生產(chǎn)資料的調(diào)度和配置都進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí)通過(guò)PCS7的全集成自動(dòng)化在氧化鋁廠(chǎng)的應(yīng)用對(duì)于鋁行業(yè)的控制提供了一個(gè)新的思路。并對(duì)未來(lái)的氧化鋁控制水平的提高起到了很好的推動(dòng)作用。
 

圖3