生產(chǎn)大數(shù)據(jù)融合助力電解鋁邁出數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵一步

信息化觀察網(wǎng)
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通過大數(shù)據(jù)處理技術(shù)以實現(xiàn)電解廠電解槽、供風、凈化三個生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)設(shè)備數(shù)據(jù)采集、清洗、分析、融合,形成生產(chǎn)全流程數(shù)字化管理為目標,建設(shè)電解供風、供料、凈化電解槽控系統(tǒng)融合,集設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集,電解煙氣凈化和生產(chǎn)過程統(tǒng)一化、集中化、可視化的生產(chǎn)大數(shù)據(jù)融合管理體系,降低職工勞動強度,消除安全隱患,展現(xiàn)全新生產(chǎn)面貌,提升數(shù)字化管理水平。實現(xiàn)建設(shè)目標:全量數(shù)據(jù)可采、集中監(jiān)測告警、生產(chǎn)過程透明、數(shù)據(jù)全局可視。

案例背景:

針對中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,結(jié)合某鋁廠的實際現(xiàn)狀。由于某鋁廠生產(chǎn)設(shè)備先后設(shè)計、投運時間不同,加上后期的部分改造和升級,各自在電氣自動控制水平上參差不齊,存在較大差異,目前沒有形成一個集中的監(jiān)控系統(tǒng),給企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級帶來了極大的不便。針對其生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進行采集分析,并優(yōu)化對應(yīng)的生產(chǎn)過程中的流程,以初步達到:“提質(zhì),降本,增益,安全、綠色”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本目的;利用大數(shù)據(jù)的分析手段對生產(chǎn)大數(shù)據(jù)進行建模分析,以實現(xiàn)更加精細化的管理和控制。

客戶遇到的主要問題:

由于某鋁廠生產(chǎn)設(shè)備先后設(shè)計、投運時間不同,加上后期的部分改造和升級,各自在電氣自動控制水平上參差不齊,存在較大差異,目前沒有形成一個集中的監(jiān)控系統(tǒng),為生產(chǎn)管理帶來了極大的不便。

解決方案:

對現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進行升級融合改造,對整個設(shè)備網(wǎng)絡(luò)重新規(guī)劃設(shè)計進行環(huán)網(wǎng)節(jié)點改造,并對現(xiàn)有控制系統(tǒng)繼續(xù)保持運行,融合改造系統(tǒng)需要兼容現(xiàn)有的控制系統(tǒng),滿足設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中更安全、穩(wěn)定、可靠的運行。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由生產(chǎn)設(shè)備層、設(shè)備數(shù)據(jù)讀取層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、應(yīng)用及數(shù)據(jù)展示層等四層組成,生產(chǎn)設(shè)備層是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生層,是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源,通過生產(chǎn)設(shè)備上的傳感器時數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集;設(shè)備數(shù)據(jù)讀取層是數(shù)據(jù)的抽取與通訊傳輸,通過通訊服務(wù)組件把數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)服務(wù)層;數(shù)據(jù)服務(wù)層根據(jù)接口和權(quán)限服務(wù)對數(shù)據(jù)進行訂閱;應(yīng)用及數(shù)據(jù)展示層是用戶與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的交互層,服務(wù)器對排煙風機、布袋式煙氣凈化裝置、低壓配電室、料倉、料管、供風機、風管、煙管、地下煙道等附屬設(shè)備的數(shù)據(jù)進行存儲、計算、對接分析后展示在用戶的面前,用戶可以通過控制按鈕后生產(chǎn)設(shè)備傳輸控制指令。

圖片1.png

凈化數(shù)據(jù)融合可視化

圖片2.png

供風數(shù)據(jù)融合可視化

生產(chǎn)設(shè)備大數(shù)據(jù)融合方案:

1、數(shù)據(jù)交換機制

數(shù)據(jù)接口按數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性分為數(shù)據(jù)實時傳輸接口和數(shù)據(jù)批量傳輸接口。數(shù)據(jù)實時傳輸是指數(shù)據(jù)采集后立即通過傳輸接口自動將數(shù)據(jù)傳輸入庫,數(shù)據(jù)批量傳輸接口是指通過程序自動或人工啟動程序并有相應(yīng)的設(shè)置,把要入庫的數(shù)據(jù)通過整理后入庫。數(shù)據(jù)實時傳輸方式又可以分為按固定時間間隔傳輸數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)觸發(fā)傳輸數(shù)據(jù)的方式,新數(shù)據(jù)觸發(fā)傳輸數(shù)據(jù)的方式是指數(shù)據(jù)源一旦有新的采集數(shù)據(jù),本接口軟件能夠立即將新數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康南到y(tǒng)中,而當沒有新數(shù)據(jù)時,該接口一直處于待運行狀態(tài)。

設(shè)計數(shù)據(jù)接口根據(jù)實際情況和要求而定,對于那些沒有實時性要求的數(shù)據(jù)和不要求實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù),我們可以采取批量的方式整理入庫;對于有實時性要求的,根據(jù)實時性要求的程度和數(shù)據(jù)的實際狀況來設(shè)計數(shù)據(jù)接口。設(shè)計的數(shù)據(jù)接口程序應(yīng)該可靠、穩(wěn)定、高效率、易用,還要保證數(shù)據(jù)的一致性、正確性。

2、系統(tǒng)接口分為接口管理器、消息接收和消息發(fā)送三部分

1)接口管理器:包括對消息的監(jiān)控,連接的安全,接口的配置等功能。

2)前端生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集接口:負責接收傳感器的消息,并具體實現(xiàn)接口,把接收到的消息存儲到服務(wù)器并進行計算和對比分析,如果超出預(yù)警值則會發(fā)出聲音預(yù)警。

3)消息發(fā)送接口:消息發(fā)送接口用于報警消息推送,前端的數(shù)據(jù)回到后臺對比分析后,如果數(shù)值有超出預(yù)警值可通過消息發(fā)送接口發(fā)送手機短信給管理人員。

應(yīng)用效果:

基于以上方案實現(xiàn)的應(yīng)用效果:

1)可視化數(shù)據(jù)管理

以工作流程可視化的形式呈現(xiàn)設(shè)備的布局和實況,可以把實物的圖例與數(shù)據(jù)進行整合,直接從實物圖例中看設(shè)備的實時參數(shù)和設(shè)備狀況。

2)組件化服務(wù)

通過組件方式,可以手工拖拉完成圖例的配置。

3)端到端實時數(shù)據(jù)歸集

系統(tǒng)實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)采集,終端設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時回傳到服務(wù)器,服務(wù)器系統(tǒng)對數(shù)據(jù)時行存儲、計算、對比分析和提供可視化服務(wù)。

4)安全穩(wěn)定

系統(tǒng)提供集群部署的方式,可進行分布式架構(gòu)部署,為不同的數(shù)據(jù)點位提供安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集通道,可針對不同的場景自動分配資源和提供不同的計算能力,可根據(jù)需要動態(tài)增加設(shè)備資源,防止出現(xiàn)性能瓶頸。

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