摘要：改革開放30年來，我國水泥工業(yè)是一直是污染嚴(yán)重，能源消耗大，勞動(dòng)密集型工業(yè)，為使我國水泥工業(yè)更好地適應(yīng)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和改革開放同時(shí)參與國際市場競爭的需要，實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)由“粗放型”向“集約型”轉(zhuǎn)變，必須在水泥工業(yè)發(fā)展中加大采用新技術(shù)、新裝備的力度，促進(jìn)水泥裝備大型化的進(jìn)程。本文作者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了自己的觀念，供同行參考。

關(guān)鍵詞：水泥 電氣自動(dòng)化 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

近幾年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的控制技術(shù)的飛速發(fā)展，大型PLC產(chǎn)品和集散系統(tǒng)的應(yīng)用，使水泥的生產(chǎn)控制有了進(jìn)一步的提高。工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)，是能夠?qū)�工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化。調(diào)度、管理和決策的綜合性技術(shù)，在水泥工業(yè)中應(yīng)用尤為顯著。例如新型干法水泥生產(chǎn)工藝是連續(xù)性很強(qiáng)的工藝過程，并已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的順序和連鎖控制，從過程控制的角度來看，水泥生產(chǎn)工藝是一個(gè)滯留時(shí)間長、時(shí)間常數(shù)大、外來干擾多、相互干擾關(guān)系復(fù)雜的過程。

1 水泥工業(yè)電氣自動(dòng)化新技術(shù)

信息的核心是信息網(wǎng)絡(luò)，在當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，從現(xiàn)場層到管理層可經(jīng)由以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息的暢通無縫流通：把生產(chǎn)過程參數(shù)、質(zhì)量、調(diào)度、備品備件、銷售、財(cái)務(wù)、人事檔案乃至管理決策納入MIS網(wǎng)絡(luò).使工廠的生產(chǎn)控制和經(jīng)營活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的科學(xué)管理;人機(jī)操作界面要便于故障的監(jiān)測(cè)：對(duì)生產(chǎn)規(guī)模越大的生產(chǎn)線，要特別增強(qiáng)煤磨車間的防爆安全等級(jí)，對(duì)于設(shè)置低溫余熱發(fā)電的企業(yè)，整體安全等級(jí)SIL要高于一般企業(yè)：控制系統(tǒng)由集中向分散化發(fā)展;局部采用無線傳輸技術(shù)，既節(jié)約能源，又減少配線和維護(hù)費(fèi)用;

在工藝要求調(diào)速的許多環(huán)節(jié)，如回轉(zhuǎn)窯、單筒冷卻機(jī)、輸送設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)等，以交流變頻調(diào)速取代調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速以及直流調(diào)速;現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向、多站的通訊系統(tǒng)，也必將成為水泥工業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

PLC集成控制系統(tǒng)處理開關(guān)量的能力、較快的速度、靈活的結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展留有很大的余地，還有不可忽視的價(jià)格優(yōu)勢(shì)更使其得到迅速的發(fā)展�？刂葡到y(tǒng)多采用對(duì)等式或客戶機(jī)/服務(wù)器方式，在網(wǎng)絡(luò)上由于以太網(wǎng)低廉的價(jià)格和通用的通訊設(shè)備使其占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，選用的系統(tǒng)上一級(jí)通信網(wǎng)大多采用工業(yè)以太網(wǎng)，使系統(tǒng)更靈活，組態(tài)更易擴(kuò)展，具有較高性能價(jià)格比的PLC集成控制系統(tǒng)推動(dòng)了中小規(guī)模水泥廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

DCS集散控制系統(tǒng)是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能，在控制思想、系統(tǒng)組態(tài)、軟件編制、網(wǎng)絡(luò)通訊等各個(gè)方面吸納匯集了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的最新成果，使生產(chǎn)過程控制的系統(tǒng)性、可靠性、先進(jìn)性、實(shí)用性與綜合經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到了較完美的統(tǒng)一，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS系統(tǒng)以其高可靠性、開放性、靈活性、易于維護(hù)、協(xié)調(diào)性、控制功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于我國大中型水泥生產(chǎn)線，效果良好。

2.1 系統(tǒng)特點(diǎn) DCS系統(tǒng)由過程控制級(jí)、控制管理級(jí)和通訊網(wǎng)絡(luò)等部分組成，具有通用性強(qiáng)，控制功能完善，數(shù)據(jù)處理方便，顯示操作集中，安裝簡單規(guī)范，調(diào)試方便，運(yùn)行可靠等特點(diǎn)�？捎蓪Ｓ玫墓芾碛�(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。國內(nèi)外大中型水泥廠多年運(yùn)行情況表明，采用該系統(tǒng)可以提高自動(dòng)化和管理水平，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證安全生產(chǎn)，從而創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.2 系統(tǒng)配置

2.2.1 過程控制級(jí)

① 原料控制站：設(shè)在原料電力室內(nèi)，完成石灰石儲(chǔ)庫及輸送、原料調(diào)配、輔助原料輸送等的生產(chǎn)過程控制;② 原料粉磨控制站：設(shè)在原料粉磨電力室內(nèi)，完成原料粉磨及廢氣處理至生料均化庫頂?shù)纳�產(chǎn)過程控制：③ 燒成窯尾控制站：設(shè)在燒成窯尾電力室內(nèi)，完成生料均化庫底、生料入窯系統(tǒng)、窯尾、窯中的生產(chǎn)過程控制;④燒成窯頭控制站：設(shè)在燒成窯頭電力室內(nèi)，完成燒成窯頭及冷卻機(jī)系統(tǒng)、熟料輸送及熟料儲(chǔ)存的生產(chǎn)過程控制，⑤煤粉制備控制站：設(shè)在煤磨電力室內(nèi)，完成煤予均化及輸送、煤粉制備及輸送系統(tǒng)的生產(chǎn)過程控制。⑥水泥粉磨控制站：設(shè)在水泥粉磨電力室內(nèi)，完成石膏破碎及輸送、水泥調(diào)配站、水泥粉磨至水泥庫頂?shù)纳�產(chǎn)過程控制;⑦水泥包裝控制站：設(shè)在水泥包裝電力室內(nèi)，完成水泥庫底至水泥包裝系統(tǒng)及水泥散裝庫頂?shù)纳�產(chǎn)過程控制。

2.2.2 控制管理級(jí) 控制管理級(jí)是由中央控制室的多臺(tái)操作站、工程師站等組成。根據(jù)操作的需要在中央控制室設(shè)置了不同數(shù)量的操作站，以完成對(duì)其所控制范圍生產(chǎn)流程的監(jiān)控。

2.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)是將過程控制站、操作站以及工程師站等相連接，以達(dá)到集散控制系統(tǒng)的分散控制，集中監(jiān)視和操作管理的目的。

2.3 系統(tǒng)功能 DCS系統(tǒng)控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法�？刂葡到y(tǒng)的功能由以下三部分組成：

2.3.1過程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)對(duì)來自過程控制級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的集中管理功能.如計(jì)劃調(diào)度、倉儲(chǔ)管理、能源管理等。

2.3.2控制管理級(jí)設(shè)于中控室內(nèi)，完成對(duì)其所控制范圍生產(chǎn)流程的監(jiān)控。操作站之間可以相互備份，并可完成如下控制功能：

① 數(shù)據(jù)、圖形和狀態(tài)的顯示;② 歷史數(shù)據(jù)的存檔;③故障聲響報(bào)警、記錄打印、狀態(tài)顯示：④ 定時(shí)報(bào)表打印;⑤ 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整回路參數(shù) ⑥ 優(yōu)化控制參數(shù)等。

2.3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中所有的控制站及設(shè)在控制室中的操作站，均作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

2.3.4在中控室的計(jì)算機(jī)DCS上位網(wǎng)絡(luò)設(shè)置工廠信息管理系統(tǒng)(MIS或ERP)的接口，從而為加強(qiáng)本項(xiàng)目信息化的管理能力，進(jìn)一步提高工廠管理水平奠定基礎(chǔ)。

當(dāng)前，大型水泥廠電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)優(yōu)化正在向控制智能化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和管理信息化的方向發(fā)展�，F(xiàn)場總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，使得現(xiàn)場層更加深入到測(cè)控設(shè)備核心，管理層由生產(chǎn)管理向企業(yè)總體資源規(guī)劃發(fā)展，從而形成控制、管理為一體的集成化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因此，需要提高水泥企業(yè)的自動(dòng)化水平，走進(jìn)市場，尋求管理模式的突破，使電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

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