一、方案背景

電解銅生產(chǎn)是銅冶煉產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其工藝過(guò)程具有高溫、高濕、強(qiáng)電磁干擾等常態(tài)環(huán)境特征。在這樣的生產(chǎn)條件下，傳統(tǒng)依賴人員現(xiàn)場(chǎng)值守和本地監(jiān)控的管理模式正面臨越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。隨著銅電解車間設(shè)備密集化、生產(chǎn)連續(xù)化、管理精細(xì)化要求的不斷提升，如何借助數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)車間的高效監(jiān)控與智能運(yùn)維，已成為銅冶煉企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。

物通博聯(lián)（WideIOT）基于工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，構(gòu)建了一套面向銅電解車間的數(shù)字化物聯(lián)網(wǎng)解決方案，旨在打通現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的全面感知、實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能管理，助力企業(yè)降本增效、提升本質(zhì)安全水平。

二、痛點(diǎn)分析

當(dāng)前銅電解車間在運(yùn)行管理中主要存在痛點(diǎn)問(wèn)題：

1. 環(huán)境惡劣，人工值守風(fēng)險(xiǎn)高

電解車間內(nèi)設(shè)備高度密集，包含電解槽、酸霧處理機(jī)組、輸送管道等多種設(shè)施。高溫、高濕及強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境使人員難以長(zhǎng)期在現(xiàn)場(chǎng)值守管理，異常故障往往無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)較大，直接影響生產(chǎn)連續(xù)性。

2. 數(shù)據(jù)孤島嚴(yán)重，故障溯源困難

生產(chǎn)數(shù)據(jù)如電解槽溫度、電流密度、電解液流量等，分散于多個(gè)PLC且相互獨(dú)立的系統(tǒng)中，缺乏統(tǒng)一集成與可視化處理手段。一旦出現(xiàn)生產(chǎn)異常，故障溯源十分困難，難以快速定位問(wèn)題根源。

三、項(xiàng)目調(diào)研

針對(duì)上述痛點(diǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)銅電解車間的生產(chǎn)流程、設(shè)備構(gòu)成、控制系統(tǒng)及運(yùn)維模式進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)研，重點(diǎn)梳理如下內(nèi)容：

車間主要設(shè)備包括電解槽、酸霧處理機(jī)組、電解液循環(huán)泵、循環(huán)槽等。關(guān)鍵監(jiān)測(cè)參數(shù)涵蓋電解槽運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行時(shí)間、酸霧處理機(jī)組的循環(huán)水PH值和液位、離心泵運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)長(zhǎng)、電解液循環(huán)泵狀態(tài)、循環(huán)槽液位等。

現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)以西門(mén)子PLC為主，各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)接口主要為以太網(wǎng)口，通信協(xié)議對(duì)S7協(xié)議，具備通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的物理?xiàng)l件。

車間無(wú)WiFi網(wǎng)絡(luò)，有線布線施工的成本較高，因此需要無(wú)線4G上網(wǎng)方案。

四、解決方案

物通博聯(lián)以工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)為核心，搭建電解銅數(shù)字化車間管理系統(tǒng)，整體架構(gòu)分為三層：

1. 采集層

部署物通博聯(lián)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)，通過(guò)以太網(wǎng)采集車間PLC控制單元的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)電解槽、酸霧處理機(jī)組、循環(huán)泵、循環(huán)槽等設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與邊緣處理。

2. 傳輸層

網(wǎng)關(guān)支持5G/4G、WiFi或以太網(wǎng)等多種傳輸方式，現(xiàn)場(chǎng)配置4G上網(wǎng)規(guī)則，按設(shè)定頻率和周期將采集到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、高效地傳輸至數(shù)字化車間管理平臺(tái)。

3. 平臺(tái)層

數(shù)字化車間管理平臺(tái)匯總各產(chǎn)線及設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成可視化數(shù)據(jù)看板，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障告警、智能運(yùn)維、數(shù)據(jù)報(bào)表等功能，全面提升車間數(shù)字化、智能化管理水平。

五、實(shí)現(xiàn)功能

1. 設(shè)備數(shù)據(jù)全面監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)電解槽（運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間）、酸霧處理機(jī)組（循環(huán)水PH值和液位、離心泵運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)長(zhǎng)等）、電解液循環(huán)泵狀態(tài)、循環(huán)槽液位等設(shè)備數(shù)據(jù)的全面監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀況。

2. 智能告警與快速定位

靈活設(shè)置告警規(guī)則，匯總各設(shè)備告警信息形成告警報(bào)表，支持微信、短信、郵件等方式自主告警。運(yùn)維人員可快速了解告警設(shè)備、異常數(shù)值等信息，及時(shí)定位診斷并采取措施。

3. 運(yùn)維全流程線上化

將設(shè)備巡檢、保養(yǎng)、故障維修全流程線上化。系統(tǒng)自動(dòng)生成巡檢任務(wù)并推送至運(yùn)維人員，支持點(diǎn)位打卡、異常上報(bào)；異常發(fā)生后系統(tǒng)自動(dòng)派單給運(yùn)維人員跟進(jìn)處置，全流程留痕可追溯。

4. 報(bào)表自動(dòng)生成與合規(guī)導(dǎo)出

系統(tǒng)自動(dòng)按日/周/月生成設(shè)備運(yùn)行日志、工藝參數(shù)分析報(bào)表等標(biāo)準(zhǔn)化文檔，支持一鍵導(dǎo)出符合安全監(jiān)管、環(huán)保核查要求的格式文件，徹底替代人工抄表、手動(dòng)匯總的低效工作模式。

5. 工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)分析與優(yōu)化

基于海量歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，平臺(tái)可對(duì)不同工況下的電流效率、電能消耗、酸耗等指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，自動(dòng)識(shí)別最優(yōu)工藝參數(shù)區(qū)間，輔助技術(shù)人員迭代操作標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝。