生产大数据融合助力电解铝迈出数字化转型关键一步

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通过大数据处理技术以实现电解厂电解槽、供风、净化三个生产主要环节设备数据采集、清洗、分析、融合,形成生产全流程数字化管理为目标,建设电解供风、供料、净化电解槽控系统融合,集设备实时数据采集,电解烟气净化和生产过程统一化、集中化、可视化的生产大数据融合管理体系,降低职工劳动强度,消除安全隐患,展现全新生产面貌,提升数字化管理水平。实现建设目标:全量数据可采、集中监测告警、生产过程透明、数据全局可视。

案例背景:

针对中国工业互联网的发展趋势,结合某铝厂的实际现状。由于某铝厂生产设备先后设计、投运时间不同,加上后期的部分改造和升级,各自在电气自动控制水平上参差不齐,存在较大差异,目前没有形成一个集中的监控系统,给企业数字化转型升级带来了极大的不便。针对其生产过程的数据进行采集分析,并优化对应的生产过程中的流程,以初步达到:“提质,降本,增益,安全、绿色”的工业互联网数字化转型的基本目的;利用大数据的分析手段对生产大数据进行建模分析,以实现更加精细化的管理和控制。

客户遇到的主要问题:

由于某铝厂生产设备先后设计、投运时间不同,加上后期的部分改造和升级,各自在电气自动控制水平上参差不齐,存在较大差异,目前没有形成一个集中的监控系统,为生产管理带来了极大的不便。

解决方案:

对现有生产系统进行升级融合改造,对整个设备网络重新规划设计进行环网节点改造,并对现有控制系统继续保持运行,融合改造系统需要兼容现有的控制系统,满足设备在网络中更安全、稳定、可靠的运行。

数据采集系统由生产设备层、设备数据读取层、数据服务层、应用及数据展示层等四层组成,生产设备层是数据的产生层,是数据采集系统的数据来源,通过生产设备上的传感器时数据数据采集;设备数据读取层是数据的抽取与通讯传输,通过通讯服务组件把数据传到数据服务层;数据服务层根据接口和权限服务对数据进行订阅;应用及数据展示层是用户与数据采集系统的交互层,服务器对排烟风机、布袋式烟气净化装置、低压配电室、料仓、料管、供风机、风管、烟管、地下烟道等附属设备的数据进行存储、计算、对接分析后展示在用户的面前,用户可以通过控制按钮后生产设备传输控制指令。

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净化数据融合可视化

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供风数据融合可视化

生产设备大数据融合方案:

1、数据交换机制

数据接口按数据传输的实时性分为数据实时传输接口和数据批量传输接口。数据实时传输是指数据采集后立即通过传输接口自动将数据传输入库,数据批量传输接口是指通过程序自动或人工启动程序并有相应的设置,把要入库的数据通过整理后入库。数据实时传输方式又可以分为按固定时间间隔传输数据和新数据触发传输数据的方式,新数据触发传输数据的方式是指数据源一旦有新的采集数据,本接口软件能够立即将新数据传输到目的系统中,而当没有新数据时,该接口一直处于待运行状态。

设计数据接口根据实际情况和要求而定,对于那些没有实时性要求的数据和不要求实时传输的数据,我们可以采取批量的方式整理入库;对于有实时性要求的,根据实时性要求的程度和数据的实际状况来设计数据接口。设计的数据接口程序应该可靠、稳定、高效率、易用,还要保证数据的一致性、正确性。

2、系统接口分为接口管理器、消息接收和消息发送三部分

1)接口管理器:包括对消息的监控,连接的安全,接口的配置等功能。

2)前端生产数据采集接口:负责接收传感器的消息,并具体实现接口,把接收到的消息存储到服务器并进行计算和对比分析,如果超出预警值则会发出声音预警。

3)消息发送接口:消息发送接口用于报警消息推送,前端的数据回到后台对比分析后,如果数值有超出预警值可通过消息发送接口发送手机短信给管理人员。

应用效果:

基于以上方案实现的应用效果:

1)可视化数据管理

以工作流程可视化的形式呈现设备的布局和实况,可以把实物的图例与数据进行整合,直接从实物图例中看设备的实时参数和设备状况。

2)组件化服务

通过组件方式,可以手工拖拉完成图例的配置。

3)端到端实时数据归集

系统实现实时的数据采集,终端设备的生产数据实时回传到服务器,服务器系统对数据时行存储、计算、对比分析和提供可视化服务。

4)安全稳定

系统提供集群部署的方式,可进行分布式架构部署,为不同的数据点位提供安全稳定的数据采集通道,可针对不同的场景自动分配资源和提供不同的计算能力,可根据需要动态增加设备资源,防止出现性能瓶颈。

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