基于物联网技术的稀土冶炼分离智能化工厂改造

摘 要：针对我国稀土冶炼分离工艺的现状及智能化水平较低的问题，本项目基于中铝广西国盛稀土开发有限公司的稀土冶炼分离厂为基础，在稀土冶炼分离工艺中，采用了一系列工艺模拟仿真工具、在线、自动检测仪器仪表、信息有线/无线传输技术、先进数据、数据分析挖掘方法、智能预测诊断模型以及报警系统的技术改造，主要研究内容有：萃取分离中控总调度数字化智能化控制平台技术研究；生产物料信息采集及分析系统智能化控制技术研究；冶炼分离电机系统智能化控制技术等。

关键词：智能化；稀土冶炼；分离；技术改造

0 引言

本项目通过建设生产车间智能化监测监控系统、节能环保与环境智能化监测监控系统与全厂区电视视频智能化监测监控系统三大系统，重点整合各系统的指令接收与发出，大幅度提高传统冶炼分离车间的信息化、自动化、智能化设备和运行稳定性，使稀土冶炼分离企业实现数字化、智能化、专业化和清洁化的目标。

1 稀土冶炼分离智能化工厂技术改造项目内容分析

1.1 萃取分离中控总调度数字化智能化控制平台技术

调度中心平台的建设整合了分布于厂区各处的自控、故障检测、在线分析、视频监控等系统。通过人机对话的形式对整个生产过程、安保的监控与调度工作实现了集约化管理，使指挥调度工作进入了高度集成的智能化管理时代，既科学、高效的实现了信息采集与监督管理，又极大方便了控制输出与调度分配，大大提高了工作效率。其技术要点主要有：自动控制系统的接入；冶炼分离电机系统的接入；产品质量在线监测系统的接入；视频监控系统的接入；调度中心平台等。

1.2 生产过程物料信息采集及分析系统智能化控制技术

技术要点主要有：仪表安装及接线；DCS系统软件的安装及编辑组态；系统与仪表联调。技术优势有：DCS系统技术成熟，是国内知名的自控系统，编程语言类C语言，简单易掌握；人机界面简易操作性高。DCS系统使用双层控制局域网，双层网络冗余，让系统的运行更稳定，操作不易中断，数据更安全。流量控制系统是一个反馈系统，利用反馈系统的闭环控制回路特点，抑制及消除干扰信号的作用，使系统输出信号及其贴近输入值，从而使系统稳定可靠。仪表根据工作环境及生产参数需求合理选型，安装过程中多采用多采用旁路形式嵌入传统流程，与人工手动系统互为备份既方便检修又能在检修期间维持生产的平稳运行。

1.3 冶炼分离电机系统智能化控制技术

针对萃取生产线的工艺要求，采用现场总线技术和无线传输技术将局部的、具有相对独立功能的本地监测工作站互联起来，满足数字化、网络化远程监控需要。通过对比4个月的皮带故障次数发现安装冶炼分离电机系统后大大降低了皮带故障率，基本杜绝了因为电机故障造成的压槽现象。冶炼分离电机系统在电机出现故障时，能及时报警，大大降低员工的寻槽强度。

1.4 产品质量在线监测智能化控制技术

本系统采用钢研纳克XOR-50 稀土配分在線分析仪，实时监测不同分离段萃取分离过程中的稀土元素的配分含量，数据可实时传入调度中心，技术员可根据监测结果进行工艺调整，实现实时快速、稳定、准确的判定产品的质量，从而确保产品质量的稳定，减少物耗和能耗。仪器取样点设置在 C-58 级，B2-15 级和 A-10 级，C58级采用料液原位置抽取-送回原槽体的方式。其他两个取样点 B2-15，A10 由于料液来料位置较远，分析余液均输送至附近B2槽体。仪器已接入工厂DCS系统中，系统运行时，数据采集单元将监测结果和监控信息按数据库及报告格式进行处理，同时通过通信电缆将数据上传至调度中心，实时显示本厂冶炼过程的在线监测数据。

1.5 环保在线监测系统智能化控制技术

本系统主要针对生产过程中产生的废水及生活废水，采用在线监测设备及智能调控技术，快速、高效的对废水进行处理、回收，使之达到工业排放标准后方排放。统计随机抽查的监测数据发现，通过污水在线监测系统的实时数据反馈及自动化的参数调节，可实现污水处理过程的可控操作，大大降低员工的工作强度。

2 本研究创新点

项目解决了生产信息采集及分析系统智能化控制等一系列关键技术，建成冶炼分离电机系统智能化控制、产品质量在线监测智能化控制、环保在线监测系统智能化控制、工厂视频监控系统智能化控制等系统，实现在稀土冶炼分离设备、仪器仪表与中控室平台进行的智能化监控、调节。通过引入两化融合、互联网的智能制造技术，实现了稀土冶炼分离智能化工厂的建设。本项目根据项目申报的技术要求，顺利完成了所有在线仪器仪表的调试工作，试运行效果良好，达到相关技术指标要求。

3 结束语

项目通过建立生产车间智能化监测监控系统，建成了萃取分离中控总调度数字化智能化控制平台，解决了生产过程物料信息采集及分析系统智能化控制技术、冶炼分离电机系统智能化控制技术、产品质量在线监测智能化控制技术、环保在线监测系统智能化控制技术、数字化感知系统智能化控制技术等一系列关键技术，大幅提高了冶炼分离车间的信息化、自动化、智能化设备和运行稳定性，使稀土冶炼分离工厂实现了数字化、智能化运行的目标。稀土冶炼分离智能化工厂技术改造的成功，大大降低了员工的工作强度，提高了工作效率，为企业带来巨大经济效益的同时在稀土分离企业起到了很好的示范作用。

参考文献：

[1]呼跃军.工艺落后导致环保长期过不了关我国将力推稀土行业技术改造[J].中国石油和化工，2012（9）：17-17.