专稿六:5G筑路数字经济,创新引领有色金属绿色智慧工厂
通信产业网|2021-08-04 14:47:18
作者:消息来源:通信产业网

【通信产业网讯】7月25日,工信部5G行业应用规模化发展现场会上,工业和信息化部部长肖亚庆一行听取云南神火铝业有限公司5G智慧工厂项目的汇报。

电解铝企业普遍面临着生产安全隐患多、设备智能化程度不足、生产管理信息不畅等问题。为了实现安全生产、生产智能化转型以及精准管理,云南神火、中国移动、中兴通讯、贵阳铝镁等单位携手建设“1张5G专网+1个工业智慧大脑+N类创新应用”的一体化智慧工厂。5G专网和园区MEC形成了稳定安全的云网底座,以工业物联网平台、数字孪生、AI等技术为核心打造了全景可视化的生产管理“工业智慧大脑”,落地了能耗大数据分析、中频炉铁水温度智能分析、传送带裂纹在线检测、空压机视觉抄表、天车远程操控、电解槽漏液在线监测、融合定位等有色金属冶炼绿色智慧工厂全场景泛5G应用。

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图1 云南神火铝业有限公司

(1)5G+能耗大数据分析

(感知数据源超1万种,每吨铝降低电耗1~2%,能耗节约成本超2000万/年)

通过5G专网打破传统工厂布线模式的瓶颈,实现生产设备高并发数据的实时传输。当前工业物联网平台接入感知数据源已超过1万种,实现生产全流程信息数据共享,通过生产设备大数据分析增强对能耗的精细化管理,实现铝电解槽“动态平衡”、“炉膛类型”、“氧化铝浓度”、“过热度”的实时监测与控制,提高电解槽内氧化铝浓度分布的均匀性,大幅度减少人工干扰,提高电解槽稳定性,预期提高电流效率0.5~1%,每吨铝降低直流电耗100-200度,每年可节约用电9000万度以上。

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图2 神火铝业数字孪生可视化系统

(2)5G+机器视觉应用

(阳极组装合格率提升15%,减少检修皮带空转80%,减少抄表员人数50%)

利用5G大上行带宽的能力,在生产现场部署高清工业相机或激光扫描仪,将拍摄的产品高清图像通过5G网络实时传输至部署在园区MEC上的通用机器视觉平台进行拼接及统一识别处理,使得整个工业机器视觉体系更加柔性化、便捷化。

5G+中频炉铁水温度智能分析:电解铝阳极组装、浇铸铁溶液在1450℃时品质最高,通过5G机器视觉分析,实现1450℃铁溶液的精准测量, 阳极浇铸良品率提升15%。

5G+传送带裂纹在线检测:通过5G机器视觉分析实现传送带状态的实时自动检测,代替了皮带空转的人工巡检,避免皮带断裂后的经济损失与安全事故隐患。

5G+空压机视觉抄表:通过5G机器视觉分析进行仪表盘的高精度读取,解决人工手工抄表记录效率低下且预警不及时等问题,实现生产数据集中管理。

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图3 5G+中频炉铁水温度智能分析

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图4 5G+传送带裂纹在线检测

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图5 5G+空压机视觉抄表

(3)5G+天车远程操控

(现场作业人员减少50%,单车作业效率提升60%)

利用5G大带宽和低时延特性,解决移动场景有线传输无法安装、WiFi信号不稳定且跨区域信号中断等难题,在天车车身、墙壁部署高清摄像头,视频数据通过5G实时回传至远端操控室,同时完成PLC控制信号的低时延传输,实现了操作员在操作室进行天车的远程集中操控和调度,降低安全隐患,单车作业效率提升60%。

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图6 5G+天车远程操控

(4)5G+电解槽漏液在线监测

(0到1000℃高温危险区域在线检测)

利用5G结合电耦合测温及光纤应变测温手段,完成恶劣环境下超高密度终端传感器的接入,实现了0℃到1000℃高温危险区域的在线检测,解决电解铝生产过程中总数超过7万且分布不规则的测温点数据采集,替代人工巡检,及时感知并预警电解槽漏液,减少生产安全事故。

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图7 5G+电解槽漏液在线监测

(5)5G+融合定位

(人员安全管理效率提升30%)

利用5G结合蓝牙及超声波增强定位技术,部署厂区人员、车辆及物品定位、电子围栏、应急救援等系统,实现透明化管理,人员安全管理效率提升30%。

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图8 5G+融合定位

云南神火铝业5G智慧工厂是云南首个5G+MEC智慧工厂,致力于打造全国一流的绿色水电铝智能化工厂,入选云南5G创新应用十大案例,揽获第三届“绽放杯”全国5G应用大赛一等奖,同时也入选GMAS 2021年度中国5G垂直行业应用案例库,荣获中关村5G大赛核心专题赛三等奖。项目成果作为有色金属冶炼智慧工厂,将复制推广至云南铝业、云锡铜业、广西中铝等国内行业龙头企业,加速有色金属冶炼产业升级。

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责任编辑:晓燕

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