基于物聯網技術的稀土冶煉分離智能化工廠改造

蔣超超 韋世強 周健

摘 要：針對我國稀土冶煉分離工藝的現狀及智能化水平較低的問題，本項目基于中鋁廣西國盛稀土開發有限公司的稀土冶煉分離廠為基礎，在稀土冶煉分離工藝中，采用了一系列工藝模擬仿真工具、在線、自動檢測儀器儀表、信息有線/無線傳輸技術、先進數據、數據分析挖掘方法、智能預測診斷模型以及報警系統的技術改造，主要研究內容有：萃取分離中控總調度數字化智能化控制平臺技術研究；生產物料信息采集及分析系統智能化控制技術研究；冶煉分離電機系統智能化控制技術等。

關鍵詞：智能化；稀土冶煉；分離；技術改造

0 引言

本項目通過建設生產車間智能化監測監控系統、節能環保與環境智能化監測監控系統與全廠區電視視頻智能化監測監控系統三大系統，重點整合各系統的指令接收與發出，大幅度提高傳統冶煉分離車間的信息化、自動化、智能化設備和運行穩定性，使稀土冶煉分離企業實現數字化、智能化、專業化和清潔化的目標。

1 稀土冶煉分離智能化工廠技術改造項目內容分析

1.1 萃取分離中控總調度數字化智能化控制平臺技術

調度中心平臺的建設整合了分布于廠區各處的自控、故障檢測、在線分析、視頻監控等系統。通過人機對話的形式對整個生產過程、安保的監控與調度工作實現了集約化管理，使指揮調度工作進入了高度集成的智能化管理時代，既科學、高效的實現了信息采集與監督管理，又極大方便了控制輸出與調度分配，大大提高了工作效率。其技術要點主要有：自動控制系統的接入；冶煉分離電機系統的接入；產品質量在線監測系統的接入；視頻監控系統的接入；調度中心平臺等。

1.2 生產過程物料信息采集及分析系統智能化控制技術

技術要點主要有：儀表安裝及接線；DCS系統軟件的安裝及編輯組態；系統與儀表聯調。技術優勢有：DCS系統技術成熟，是國內知名的自控系統，編程語言類C語言，簡單易掌握；人機界面簡易操作性高。DCS系統使用雙層控制局域網，雙層網絡冗余，讓系統的運行更穩定，操作不易中斷，數據更安全。流量控制系統是一個反饋系統，利用反饋系統的閉環控制回路特點，抑制及消除干擾信號的作用，使系統輸出信號及其貼近輸入值，從而使系統穩定可靠。儀表根據工作環境及生產參數需求合理選型，安裝過程中多采用多采用旁路形式嵌入傳統流程，與人工手動系統互為備份既方便檢修又能在檢修期間維持生產的平穩運行。

1.3 冶煉分離電機系統智能化控制技術

針對萃取生產線的工藝要求，采用現場總線技術和無線傳輸技術將局部的、具有相對獨立功能的本地監測工作站互聯起來，滿足數字化、網絡化遠程監控需要。通過對比4個月的皮帶故障次數發現安裝冶煉分離電機系統后大大降低了皮帶故障率，基本杜絕了因為電機故障造成的壓槽現象。冶煉分離電機系統在電機出現故障時，能及時報警，大大降低員工的尋槽強度。

1.4 產品質量在線監測智能化控制技術

本系統采用鋼研納克XOR-50 稀土配分在線分析儀，實時監測不同分離段萃取分離過程中的稀土元素的配分含量，數據可實時傳入調度中心，技術員可根據監測結果進行工藝調整，實現實時快速、穩定、準確的判定產品的質量，從而確保產品質量的穩定，減少物耗和能耗。儀器取樣點設置在 C-58 級，B2-15 級和 A-10 級，C58級采用料液原位置抽取-送回原槽體的方式。其他兩個取樣點 B2-15，A10 由于料液來料位置較遠，分析余液均輸送至附近B2槽體。儀器已接入工廠DCS系統中，系統運行時，數據采集單元將監測結果和監控信息按數據庫及報告格式進行處理，同時通過通信電纜將數據上傳至調度中心，實時顯示本廠冶煉過程的在線監測數據。

1.5 環保在線監測系統智能化控制技術

本系統主要針對生產過程中產生的廢水及生活廢水，采用在線監測設備及智能調控技術，快速、高效的對廢水進行處理、回收，使之達到工業排放標準后方排放。統計隨機抽查的監測數據發現，通過污水在線監測系統的實時數據反饋及自動化的參數調節，可實現污水處理過程的可控操作，大大降低員工的工作強度。

2 本研究創新點

項目解決了生產信息采集及分析系統智能化控制等一系列關鍵技術，建成冶煉分離電機系統智能化控制、產品質量在線監測智能化控制、環保在線監測系統智能化控制、工廠視頻監控系統智能化控制等系統，實現在稀土冶煉分離設備、儀器儀表與中控室平臺進行的智能化監控、調節。通過引入兩化融合、互聯網的智能制造技術，實現了稀土冶煉分離智能化工廠的建設。本項目根據項目申報的技術要求，順利完成了所有在線儀器儀表的調試工作，試運行效果良好，達到相關技術指標要求。

3 結束語

項目通過建立生產車間智能化監測監控系統，建成了萃取分離中控總調度數字化智能化控制平臺，解決了生產過程物料信息采集及分析系統智能化控制技術、冶煉分離電機系統智能化控制技術、產品質量在線監測智能化控制技術、環保在線監測系統智能化控制技術、數字化感知系統智能化控制技術等一系列關鍵技術，大幅提高了冶煉分離車間的信息化、自動化、智能化設備和運行穩定性，使稀土冶煉分離工廠實現了數字化、智能化運行的目標。稀土冶煉分離智能化工廠技術改造的成功，大大降低了員工的工作強度，提高了工作效率，為企業帶來巨大經濟效益的同時在稀土分離企業起到了很好的示范作用。

參考文獻：

[1]呼躍軍.工藝落后導致環保長期過不了關我國將力推稀土行業技術改造[J].中國石油和化工，2012（9）：17-17.