隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)日益成熟，流程行業(yè)正在圍繞“精準、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、環(huán)保”目標，打造高水平智能工廠。
當(dāng)前，流程行業(yè)生產(chǎn)過程控制普遍存在以下問題：控制系統(tǒng)設(shè)定依賴人工決策參與，控制過程無法實現(xiàn)完全自動化；質(zhì)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(shè)備上集成智能優(yōu)化、數(shù)據(jù)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(chǎn)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(nèi)熔池液面處于合適位置形成電弧放熱，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，利用熱將原料菱鎂礦石轉(zhuǎn)變成電熔鎂砂。熔煉過程中，電能成本占整個電熔鎂砂生產(chǎn)成本的60% 以上，控制三相電極電流穩(wěn)定是提高產(chǎn)品產(chǎn)量，進而降低產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，需要根據(jù)能耗要求給出合理電流設(shè)定值，并且使電極電流跟蹤電流設(shè)定值。
當(dāng)前電熔鎂爐工藝控制的主要問題：1. 產(chǎn)品的產(chǎn)量低、單噸能耗高；2. 對生產(chǎn)設(shè)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(nèi)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(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫，Ubuntu 環(huán)境下運行優(yōu)化以及監(jiān)控、數(shù)據(jù)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(wù)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(shè)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(chǎn)廠，年生產(chǎn)各種品位的電熔鎂砂30萬噸以上，該生產(chǎn)廠應(yīng)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(jié)果表明相比原有的人工設(shè)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(diào)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(diào)配：
苛性堿溶液是氧化鋁生產(chǎn)中的重要原料，氧化鋁蒸發(fā)與堿液調(diào)配的目的是調(diào)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(chǎn)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(nèi)，提高出料苛性堿濃度的合格率。
當(dāng)前問題：當(dāng)前生產(chǎn)調(diào)節(jié)依據(jù)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(shè)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(dǎo)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(chǎn)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(xué)反應(yīng)，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(chǎn)量有直接關(guān)系。
當(dāng)前問題：目前在大多數(shù)采用拜耳法生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)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(shè)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(shè)定、數(shù)據(jù)存儲和反向控制功能，采用規(guī)則推理技術(shù)將人工控制經(jīng)驗轉(zhuǎn)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(chǎn)過程中的智能實時在線檢測和智能設(shè)定，解決了人工控制效率低、合格率低的問題，并關(guān)注系統(tǒng)安全運行與優(yōu)化，為生產(chǎn)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(chǎn)工藝價值。
C 方案效能
山西某知名氧化鋁化工企業(yè)，應(yīng)用東土科技該智能檢測與設(shè)定一體化控制系統(tǒng)解決方案。經(jīng)檢測，氧化鋁蒸發(fā)過程，堿液調(diào)配測量精度提高了88.0%；堿液調(diào)配NK合格率為81.6%，比人工設(shè)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(shè)定相比，提高了5.65%；產(chǎn)品質(zhì)量提高3.69%，對應(yīng)氧化鋁產(chǎn)量提高0.28%。
