全厂生产视频系统包括了全公司氧化铝、热电、水电、碳素等生产部门的生产视频监控，目前只有氧化铝新系统有统一的视频网络。在项目一期中视频网络暂不改变，在项目二期中原氧化铝新系统视频网络将不能满足要求，需要重新规划全厂的视频网络，并对现有的新系统视频网络重新作相应的部署。对于原各个分散的生产视频，通过改造现场的视频设备、组建统一的视频网络。改造后的视频网络与生产控制网络无任何关联，与生产办公网络相连，任何一台办公终端只要有权限就可以看到生产现场视频。

全厂管控一体化系统包括了全公司氧化铝、热电、水电、碳素等生产部门的管控一体化系统，目前只有氧化铝新系统有一个管控平台。现有的管控数据采集采用的是接口机双网卡的方式，接口机一路网卡对控制系统，一路网卡对实时数据库，2个网卡分别在2个网络上，实时数据库通过各个接口机读取数据。项目一期只涉及氧化铝新系统，这种采集方式可以暂时不变，等到项目二期，由于建成全厂生产控制网络，实时数据库可以直接接入生产控制网络，在同一个网络中实时数据库可以直接与各个控制系统通讯并读取数据，这样可以节省大量的接口机和网络设备并减少中间环节提高效率。现有管控系统通过防火墙实现控制网络与办公网络的隔离，但防火墙并不能绝对可靠地保证生产控制网络的安全，随着科技的进步，各种新的病毒和攻击方式会不断产生，原有的防火墙会逐渐落后，有效性会不断降低，控制系统的威胁会越来越大。在项目二期中将采用网闸物理隔离的方式实现生产控制网络与办公网络的有效隔离，这种物理隔离方式不会随着科技的进步而降低有效性，会永久可靠地保证控制网络不受到来自办公网络的威胁。

生产指标信息管理系统是

2.1Honeywell的分布式技术

2.2西门子的分布式技术

3.1控制系统优化集成技术方案

中铝河南分公司生产调度指挥系统一期包括氧化铝新系统和老系统的9组种分和平盘焙烧共32套系统。其中HoneyWell的DCS系统有18套，其余为西门子、AB、三菱的PLC系统，其中HoneyWell的DCS系统详细情况见下表：

由表中可以看出除了焙烧4套系统外，所有HoneyWell的DCS系统都采用双网络冗余的系统结构，并且大部分系统是210版本。

方案一：

本方案将沉降的1套PKS R201、蒸发的2套PKS R201、9组种分的1套PlantScape R500升级到PKS R210系统并且补充相应的DSA授权。升级后原料、溶出、沉降、分解、蒸发的系统就统一到PKS R210版本，并且网络结构相同，硬件除了交换机不作任何改变，交换机更换成具备千兆上行能力的交换机，并增加一对核心交换机连接所有系统的交换机，通过统一规划后，将所有系统的地址、机器名、区间设置（资产）重新设置，使得各系统在同一网络上不会有冲突，在同工序之间的系统可以通过DSA实现跨系统的操作。各个系统的服务器、交换机保持原位置不变；每套系统保留一台操作站在原控制室，平时只有监视权限，在紧急状况下授予操作权限。通过DSA我们可以将多套HoneyWell的DCS系统虚拟成一套，从操作员角度感觉不到这里的差别。

焙烧的6套系统中有4套采用了FTE网络，并且使用的最高版本是R301，所以针对焙烧部分的6套DCS统一合并升级到新版，并采用FTE网络。升级完成后焙烧6套系统合并成一套，系统设置2套冗余服务器安置在原1#炉控制室；原6个控制室各保留一台Console站；现场Console站在紧急情况下授予控制权限，平时只有监视权限。生产调度指挥中心配置1台Console站和3套Flex站。

PLC部分分成4部分，原料部分、分解部分、沉降部分、焙烧部分。原料部分包括石灰炉、化灰机、破碎，这三套系统都是以太网通信，所以不需要硬件改造就可以在规划IP地址后接入1对冗余WinCC服务器，冗余WinCC服务器接入原料磨DCS交换机。分解部分包括新系统2组分解搅拌、9组分解搅拌、种分循环水、40m沉降，这四套系统中只有40m沉降需要增加以太网模块改造成以太网通信，经过改造后4套系统在规划IP地址后接入1对冗余WinCC服务器，冗余WinCC服务器接入新系统种分DCS交换机。沉降部分包括絮凝剂和外排，这两套系统都需要增加网络模块改造成以太网通信，经过改造后2套系统在规划IP地址后接入1对冗余WinCC服务器，冗余WinCC服务器接入新系统种分DCS交换机。焙烧部分包括1#2#平盘、1#2#平盘热水加热、3#4#平盘热水加热，1#2#平盘使用老型号的三菱PLC，现在配件早已停产，需要用串口服务器将通信方式改成以太网，1#2#平盘热水加热、3#4#平盘热水加热可以通过增加网络模块改造，经过改造后3套系统在规划IP地址后接入1对冗余WinCC服务器，冗余WinCC服务器接入焙烧DCS交换机。

 

方案二：

原料、溶出、沉降、分解、蒸发、焙烧6个工序共18套DCS系统合并升级，并采用FTE网络，升级完成后，每个工序一套系统，每套系统配置2套冗余服务器，原控制室保留一台Console站，生产调度指挥中心每套系统配置一套Console站和多套Flex站，生产调度指挥中心的操作站每套系统配1台Console站和多台Flex站。

PLC部分同方案1。

3.2生产控制系统网络技术方案

网络拓扑

网络线路

 

3.2生产监控系统方案

河南分公司氧化铝新系统生产视频系统相当完善，已经形成一个完整的视频网络，所有氧化铝新系统相关的生产视频都已经进入管控网络，并且可以在任何一台管控终端上进行显示。在原二厂调度室，也就是现拟定的生产调度指挥中心有一套由18台CRT电视组成的电视墙，目前还在正常运行，但是整套设备有些老化。

根据尽量利用原有设备的原则，现有的生产监控视频系统保持现状，但生产调度指挥中心的电视墙已经老化且位置安置不合理，为了有效的利用空间，需要将现有的CRT电视墙更换成轻薄的液晶监视器。改造后，电视墙占用的空间大大减少且显示效果会明显提升。

对于1#2#平盘和5#平盘，由于其流程不属于氧化铝新系统，其生产视频没有进入到现有的生产监控视频系统，而是各自有独立的监视系统。其中1#2#平盘有1个摄像监控，5#平盘有4个摄像监控，每个控制室配一套硬盘录像机，硬盘录像机视频信号通过网络进入现有视频系统。

3.3管控系统方案

原氧化铝新系统管控一体化系统已经使用了几年，虽然整体结构不太合理、功能上有所欠缺、存在一些问题，但目前暂时可以满足生产的部分需要，所以这部分不做改变，保持原有功能。

原管控系统的接口机采用双网卡，其中一个网卡用于连接控制系统，另一网卡连接管控网络，控制系统在统一规划后IP地址会有所变化，原接口机连接控制系统的设置根据规划后的控制系统也要作相应改变。重新设置后原接口机还用以前的方式进行数据采集，管控系统则不需任何修改就可以维持原有功能。

1#焙烧炉、2#焙烧炉、4#焙烧炉、1#2#平盘、5#平盘、9组种分，这几部分的生产数据并没有进入到现有的管控系统中。在控制系统改造完成后，由于控制系统形成一个完整的网络，理论上原接口机可以访问任何一个控制系统并获取数据，原焙烧部分没有进入管控系统的控制系统数据可以由3#焙烧的接口机和3#4#平盘的接口机采集，9组种分控制系统的数据可以由新系统种分的接口机采集。

管控系统其它功能暂时保持不变，维持原有功能等到管控二期再进行大规模的改造。

3.4生产调度指挥中心机房方案

机房设计

河南分公司原氧化铝二厂办公楼一楼有一间管控系统的中心机房，机房内可利用空间较大，可以充分容纳生产调度指挥中心的设备安置。所以本方案中就不再建设新的机房，直接利用已有的中心机房。

机房内原配电部分保持不变，考虑到控制系统的电源要求要高于管控系统，需要另外配置，系统电源采用双路电源进线，经过双电源自投装置后进入UPS，UPS电源输出分成2路，一路供网络设备使用，一路供生产调度指挥中心操作站使用。

UPS电源部分：

该部分采用机房专用配电箱来完成，它接到UPS送过来的单路电源，通过150A总电源开关，输出到分支回路中，我们为该部分设计了十三条回路：服务器回路4条，交换机回路3条，工作站回路2条，消防回路1条，备用回路3条；

根据调度机房2×3DLP大屏和机房服务器交换机以及相关设备计算，本方安选择30KVA后备电源，同时保证机房设备安全选用带远程网络监视。

UPS电源选型

 

利用氧化铝办公楼建筑物基础地作防雷地及电源地。建筑基础使用大面积钢筋绑扎，柱子主钢筋及四周墙体钢筋直通到达屋顶女儿墙防雷带。其接地电阻值一般都能满足GB50057—94的要求，即≦4Ω。

机房一般有四种接地形式，即：计算机专用直流逻辑地、交流工作地、安全保护地、防雷保护地。设计考虑采用原接地极，并采用联合接地方式；接地电阻应小于１欧姆。

直流工作地在大楼计算机机房内的布局，是作数字电路等电位地网（或逻辑接地网）。该网用铜排在活动地板下，依据计算机设备布局，纵横组成网格，配有专用接地端子，用编织软铜线以最短的长度与计算机设备相连。计算机直流地需用接地干线引下至接地端子。

原机房已有接地，可以在测试后直接利用已有接地。

 

 

 

 

3.5生产调度指挥中心建设

生产调度指挥中心平面图、效果图

生产调度指挥中心调度电话

4.1网络部分

核心交换机

汇集交换机

4.2视频部分

液晶监视器

4.3不间断电源UPS

山特

4.4霍尼韦尔

PKS新版介绍

4.5西门子

WinCC介绍

5.1项目实施原则

 

控制系统合叉，控制系统合叉以最低限度不影响生产运行为原则。

DCS系统合叉：

 

 

 

 

5.2项目实施进度

5.3设备材料清单