羅克韋爾自動化公司的系統改造解決方案每年為鄭州鋁廠節約600,000美元
在采用了羅克韋爾自動化公司的“集成化體系結構”技術以及獲得SEL-2002的電源管理支持之后，之后，鄭州鋁廠的生產效率和穩定性明顯提高，而且減少了停工時間和提高了生產標準，因而節約了大量資金。
背景
提煉純鋁需要耗費大量的電力。在提煉過程中，要通過電解工藝將非天然的成分與其他礦石分離開來，在將電流通過非金屬導體時，將會產生化學反應，如熔化的氯化鈉成分等等。
因而，這就使得在電解鋁過程中的能量和電力分配成了至關重要的問題，為了保證產品的產量和質量，就必須對電解工藝提出精確的要求以及采用精確的控制系統。鄭州鋁廠位于中國的河南省境內，其主要產品就是鋁，年產量為140萬噸。鄭州鋁產品的銷售量占全國總銷量的30％，并且是中國最大的鋁材生產地，每年產值5億美元。
挑戰鄭州鋁廠已經對能量和電力供應和分配系統進行了改造，在過去的幾年中擴展了數次，但是仍然缺少集成化控制平臺。由于功率和電源保護仍然依靠過時的電磁保護裝置，所以導致工廠每年停工5到6次，停工時間從5個小時到兩天不等。正是由于這種信號故障和運行中斷而導致的生產延期使鄭州鋁廠每年平均損失100，000到200，000美元。
在1980年的一次故障中，由于診斷和運行故障致使整個供電系統中斷，結果停工時間和生產延期導致鄭州鋁廠直接經濟損失3百萬美元。
以前的現場手工操作模式已經不能滿足日常生產對功能性、可靠性、穩定性、安全性、選擇能力以及靈敏度的要求。因此，減少故障發生和縮短停工時間而提高功率監測/管理系統的自動化水平就成為了鄭州鋁廠的主要目標。本項目中，鄭州鋁廠安裝了電力參數自動化數據采集和集成化數據監測設施，生產問題也就迎刃而解了。
本次系統的改造也同時提高了生產的可靠性，并且最終能夠降低生產成本以及使鄭州鋁廠在日益激烈的鋁材市場競爭中立于不敗之地。
解決方案南昌耐林自動化公司（羅克韋爾自動化公司解決方案的提供者）對鄭州鋁廠進行了深入的調查和咨詢，提出的方案是工廠需要安裝一套更集成化的數據采集和控制平臺。最后，鄭州鋁廠采用了羅克韋爾自動化公司的新一代工業控制網絡——控制網（ControlNet）。
控制網連接一個主站與其他八個PLC聯網的可編程邏輯控制器(PLC)主控制站。主控制站是電力監測和管理系統的“最高權威核心”，負責從所有其他的PLC控制站以及工廠的各電量分配區域采集數據。在系統中，具有先進的生產者-消費者通訊技術的控制網充當現場通信干線，負責監測各個分支控制站以及向其傳輸控制指令，因而能夠通過更加統一的平臺提供更加強大的控制功能。主控制站位于鄭州鋁廠供電廠的中央電力監測室內，便于進行生產改進。
控制網主控制站和分支控制站所采用的PLC是羅克韋爾自動化公司的PLC-5 和 ControlLogix 系列控制器。功率監測裝置采用PM II，PM II與ControlLogix 之間使用遠程I/O網絡進行通信。每個分支控制站獨立執行分配功能，如功率保護、測量、控制以及事故記錄。獲取的信息將會根據需要進行處理，并且可以上載到系統中或者從系統中下載下來。
主PLC控制站和分支PLC控制站之間采用控制網網絡進行通信，但是并沒有直接的電氣連接。每個分支控制站所轄區域內的功能都是完全獨立的并且分支控制站之間也相互獨立，以便在系統的任何一個部分發生故障時不會影響到其他部分的運行。這就使得控制系統具有高度可靠性和獨立性，能夠實現分層控制和分布式控制。
除了上述解決方案之外，控制平臺中還引入了最先進以及最受歡迎的電力保護裝置——SEL-2020，作為系統的繼電保護方案。由于安裝了SEL微處理器，SEL-2020通信控制器可以使用DNP 3.0通信協議實現與PLC-5之間的通信。這種電氣和繼電保護解決方案可以確保系統的安全性和可靠性。
成果目前功率監測/管理系統第一階段的更新工作已經完成，鄭州鋁廠的生產效率已經有了明顯的提高。自從2001年5月控制平臺安裝完畢之后，鄭州鋁廠已經從減少停工時間和降低維護成本方面平均每年節約成本500，000美元。在采用了羅克韋爾自動化公司的解決方案之后，就不再需要諸如附加繼電器和備用儀表等備件，因而又能夠為工廠每年節約成本100，000美元。
由于供配電發生故障而導致的停工現象也被根除，使工廠能夠實現穩定的不間斷生產。同時，由于采用了控制網技術，不再從每個儀表手工采集數據而是由系統精確地進行采集，所以大大降低了維護人員的勞動強度。
項目第二階段將在2002年底進行。鄭州鋁廠與耐林自動化公司合作，決定在項目地第二階段仍然采用同樣的羅克韋爾自動化公司的解決方案來改造第一階段未曾涉及的其他變電站。在下一階段的改造工作完成之后，整個工廠就將全部采用新的“集成化體系結構”。為了保證生產的穩定性，高級監測裝置以及電力和能源分配裝置的保護和管理工作將進行進一步的標準化。
下頁的體系結構描述了一個基于信息的企業中羅克韋爾自動化概念。褐色箭頭表示的區域表示本文檔中正在討論的目前自動化水平。其余部分以圖解方式說明了目前羅克韋爾自動化能夠提供的從車間到企業以及更高層次集成的諸多解決方案。
