電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在水泥企業(yè)的應(yīng)用情況電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在水泥企業(yè)的應(yīng)用情況

我國(guó)人口密集，地域廣大，隨著生活水平的不斷提高，對(duì)鐵路、公路、住房等根本建設(shè)的投資越來(lái)也多，對(duì)水泥等建材的需求量也在不斷提高。我國(guó)是水泥生產(chǎn)大國(guó)，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2022年1-12月份全國(guó)規(guī)模以上水泥產(chǎn)量247619萬(wàn)噸，約占世界水泥總產(chǎn)量的60%。經(jīng)濟(jì)的騰飛，居民個(gè)人收入的增加，為我國(guó)的建筑業(yè)開(kāi)展提供了肥沃土壤。而建筑業(yè)的昌盛，促使建材行業(yè)相應(yīng)地得到急速上升，人們對(duì)于水泥的需求也在節(jié)節(jié)攀升。正因如此，企業(yè)如何提高水泥生產(chǎn)電氣自動(dòng)化水平？如何降低生產(chǎn)本錢(qián)，使得企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中充斥優(yōu)勢(shì)？成為我國(guó)水泥企業(yè)進(jìn)一步開(kāi)展的重大研究課題。

一、概論

〔一〕何謂電氣自動(dòng)化技術(shù)？

所謂電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化控制。

〔二〕工作原理

通過(guò)控制系統(tǒng)的有效集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。只要將電氣技術(shù)與計(jì)算機(jī)、微機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合即可。

〔三〕意義所在

建筑業(yè)的開(kāi)展，離不開(kāi)建筑材料的配合，無(wú)論是鋼材還是水泥，都在建筑業(yè)的開(kāi)展過(guò)程充當(dāng)中堅(jiān)實(shí)的后盾。隨著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品利潤(rùn)逐步下降，而用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求卻逐步提高。因此，如何在水泥的生產(chǎn)技術(shù)上做文章，既要提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢(qián)，又要提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，成為擺在各個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)面前的重要課題。在水泥生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備上加大創(chuàng)新研發(fā)力度，同時(shí)大力提高水泥生產(chǎn)企業(yè)電氣自動(dòng)化水平，是破解這一問(wèn)題的解決之道。

二、水泥生產(chǎn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要特點(diǎn)

〔一〕工作效率較高

水泥電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的開(kāi)展及應(yīng)用直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，相對(duì)于人工操作，它的優(yōu)勢(shì)十清楚顯。譬如，一些依靠人工操作難以完成的工作，通過(guò)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)可以輕易實(shí)現(xiàn)。再比方在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)所面臨的環(huán)境十分糟糕，倘假設(shè)堅(jiān)持在這樣的環(huán)境下發(fā)展工作，則相關(guān)的工作人員的人身健康將無(wú)法得到保障，甚至?xí)?dǎo)致疾病。而這種情況對(duì)于電氣自動(dòng)化技術(shù)而言，卻基本算不上什么問(wèn)題。不僅如此，它還可以有效地提高水泥的產(chǎn)量，減少人為因素導(dǎo)致的不必要損失。如此一來(lái)，企業(yè)的生產(chǎn)本錢(qián)將大幅降低，而利潤(rùn)卻顯著增長(zhǎng)。

〔二〕運(yùn)行速度快，準(zhǔn)確度高

和熱機(jī)設(shè)備比擬起來(lái)，在信息量、對(duì)象、操作頻率等方面，自動(dòng)化控制技術(shù)都稍有遜色。然而無(wú)論是運(yùn)行速度，還是準(zhǔn)確度，熱機(jī)設(shè)備相對(duì)于自動(dòng)化控制技術(shù)而言都遠(yuǎn)為不及?？煽?，反饋快，抗干擾這些都是水泥生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備的要求，而這些特點(diǎn)恰好是電氣化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在，因?yàn)樗嗌a(chǎn)電氣自動(dòng)化控制的根本需求都可以通過(guò)其所包含的各類(lèi)連鎖愛(ài)護(hù)設(shè)備而得以滿足。

〔三〕開(kāi)展速度快，更新速度迅速

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)所使用系統(tǒng)會(huì)基于相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理在其運(yùn)行的過(guò)程對(duì)水泥生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行操作，并且可以使得所傳達(dá)指令均能達(dá)到各個(gè)設(shè)備。這項(xiàng)技術(shù)的不斷前行和開(kāi)展，也帶動(dòng)了水泥生產(chǎn)設(shè)備的操作精準(zhǔn)度，進(jìn)而降低了出錯(cuò)率，比人為操作有可能帶來(lái)的失誤低了很多。今后該項(xiàng)技術(shù)還會(huì)被不斷創(chuàng)新研究，新的研究成果也會(huì)被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去。屆時(shí)，水泥的生產(chǎn)將更為高效。

三、電氣項(xiàng)目自動(dòng)化的幾個(gè)種《

〔一〕統(tǒng)一監(jiān)控模式

此種模式既便于操作和維修，同時(shí)也無(wú)需對(duì)控制站過(guò)度愛(ài)護(hù)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上較為輕易。但是其弊端是多種功能過(guò)于集中于同一個(gè)處理器中，致使系統(tǒng)的負(fù)荷過(guò)重，任務(wù)難以完成，同時(shí)也對(duì)體統(tǒng)的處理器速度構(gòu)成一定影響。因?yàn)橐獙?duì)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督和控制，則主機(jī)反饋就不則靈活，這就需要更多的電纜而更多電纜的采用，不但導(dǎo)致投資本錢(qián)增加，同時(shí)長(zhǎng)距離電纜也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性造成干擾

〔二〕現(xiàn)場(chǎng)總線控制模式

類(lèi)似于以太網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制模式已在變電站綜合自動(dòng)化體系中得到廣泛應(yīng)用，并且積累了珍貴的經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展，智能化電氣裝備也應(yīng)運(yùn)而生且應(yīng)用廣大。這些技術(shù)和裝備的創(chuàng)新與研發(fā)，奠定了網(wǎng)絡(luò)控制體系在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用根底。此種模式下，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)便有的放矢，異樣的間隔，異樣的功能，因此就可以根據(jù)間隔的不同情況來(lái)設(shè)計(jì)。此類(lèi)控制方式，既有遠(yuǎn)程控制的所有亮點(diǎn)，同時(shí)還能減少許多如接線盒這樣的的隔離設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)由通訊線路連接，省去了大量的投資，節(jié)省下很多的控制電纜，并且安裝維護(hù)的費(fèi)用也由此減少，則相應(yīng)的本錢(qián)預(yù)算，自然也就大幅減少了。

〔三〕遠(yuǎn)程監(jiān)控模式

采用遠(yuǎn)程監(jiān)控模式的話，安裝本錢(qián)及原材料，如電纜等可以被大量地節(jié)約出來(lái)，同時(shí)它還有平安可靠，配置靈活等優(yōu)點(diǎn)。然而一個(gè)擺在眼前的事實(shí)是各種現(xiàn)場(chǎng)總線通信線的速度十分遲緩，導(dǎo)致水泥廠電氣局部相關(guān)的通信量顯著增加。可見(jiàn)，遠(yuǎn)程監(jiān)控模式固然有其優(yōu)勢(shì)所在，但其實(shí)并不適合工廠電氣自動(dòng)化的改造。它的最正確使用模式是監(jiān)測(cè)小系統(tǒng)。

四、水泥行業(yè)電氣自動(dòng)化開(kāi)展趨勢(shì)

〔一〕PC機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

PC機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域開(kāi)展迅猛，其角色已不單純是早先的人機(jī)界面，而是從半機(jī)半人過(guò)渡到了自動(dòng)化。PC總線的開(kāi)放性，促使許許多多的硬件、模件的產(chǎn)生。板級(jí)產(chǎn)品幾乎可以通過(guò)采集和控制數(shù)據(jù)來(lái)滿足所有用戶(hù)的要求。PC總線的產(chǎn)品因?yàn)楣┴浄绞降牟煌?，所以性?xún)r(jià)比很高，高于專(zhuān)用PLC或DCS產(chǎn)品。PC的軟件生產(chǎn)逐漸趨于規(guī)范化，其包含了更為開(kāi)放的軟件結(jié)構(gòu)，許多性能良好、受眾眾多的軟件產(chǎn)品隨之涌現(xiàn)。那些在軟件市場(chǎng)上大出風(fēng)頭，廣受歡迎的軟件，其中有不少都是基于PC控制的。正因?yàn)槠溥B接的開(kāi)放性而使得PC機(jī)受到人們的一致歡迎和肯定?！捕辰y(tǒng)一化程度不斷提高

水泥行業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)系統(tǒng)的不斷研發(fā)和創(chuàng)新，使得人們可以將開(kāi)發(fā)系統(tǒng)從整體運(yùn)行技術(shù)系統(tǒng)中合理地分化出來(lái)，這同時(shí)也是一項(xiàng)可以增大統(tǒng)一程度的重要舉措。它的研發(fā)，能使數(shù)據(jù)共通，無(wú)論數(shù)據(jù)來(lái)自哪里，是來(lái)自水泥生產(chǎn)設(shè)備，還是源自企業(yè)項(xiàng)目，又或者源于監(jiān)管機(jī)制，均可到達(dá)共通。水泥生產(chǎn)設(shè)備得益于水泥電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，后者在前者的的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、維護(hù)保養(yǎng)上奉獻(xiàn)良多。水泥電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用之于水泥企業(yè)，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，使得企業(yè)的生產(chǎn)本錢(qián)減少很多。因此，我們可以說(shuō)在將來(lái)水泥電氣自動(dòng)化控制技術(shù)將成為水泥企業(yè)必備的一套系統(tǒng)。

〔三〕集散控制系統(tǒng)〔DCS〕

DCS系統(tǒng)〔DistributedControlSystem〕又稱(chēng)集散控制系統(tǒng)，問(wèn)世于1975年，它是以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它由過(guò)程控制級(jí)和控制管理級(jí)兩局部組成。DCS系統(tǒng)問(wèn)世初期，生產(chǎn)廠家主要集中在美、日、德等國(guó)。我國(guó)從70年代中后期起，首先由在進(jìn)口裝備成套中引進(jìn)國(guó)外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進(jìn)口工程。那時(shí)，我國(guó)主要行業(yè)〔如電力、石化、建材和冶金等〕的DCS根本全數(shù)進(jìn)口。80年代早期在引進(jìn)、消化和吸收的同時(shí)，開(kāi)始了研制國(guó)產(chǎn)化DCS的技術(shù)攻關(guān)。

近些年以來(lái)，我國(guó)DCS系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)成長(zhǎng)很快，突起了一批優(yōu)秀企業(yè)，如北京和利時(shí)公司、上海新華公司、浙大中控公司等。這批企業(yè)研制生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)，不僅品種數(shù)目大幅度增加，而且其技術(shù)水平已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。在建材行業(yè)的得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)外DCS系統(tǒng)在我國(guó)一統(tǒng)全國(guó)的局面已經(jīng)改變，國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)不僅占據(jù)了市場(chǎng)份額的半壁江山，形成了自己的技術(shù)，同時(shí)使得國(guó)外引進(jìn)的DCS系統(tǒng)價(jià)格也大幅度下降，為我國(guó)自動(dòng)化推行事業(yè)做出了進(jìn)獻(xiàn)。與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)的出口也在逐年增加。

五、電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新

〔一〕總降壓變電站采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)在很多的大中型水泥生產(chǎn)線上被廣泛采用，全部的高壓系統(tǒng)的操作與計(jì)量幾乎都是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)完成的?？梢哉f(shuō)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已然擴(kuò)展到了高壓領(lǐng)域。

在變電站采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有如下幾種好處：

1.既滿足了電力部門(mén)的通訊要求，又能一體多用。不單是愛(ài)護(hù)，而且能對(duì)企業(yè)的所有高中壓電力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和控制，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電站各回路電量的實(shí)時(shí)顯示。

2.工況的情況可以實(shí)時(shí)顯示，包括主接線圖和潮流圖都可以一目了然。

3.可以對(duì)各愛(ài)護(hù)裝置實(shí)行動(dòng)態(tài)愛(ài)護(hù)，還可以在線對(duì)愛(ài)護(hù)裝置進(jìn)行投、退處理。

4.愛(ài)護(hù)和控制生產(chǎn)線高壓系統(tǒng)。可通過(guò)在中央控制室操作集散控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)回路的分、合閘。

〔二〕計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的更新

工業(yè)領(lǐng)域控制系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展而不斷升級(jí)和更替，傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制方式逐漸為頻繁涌現(xiàn)的新技術(shù)和新產(chǎn)品所取代。具有獨(dú)特特征的水泥生產(chǎn)行業(yè)占有主導(dǎo)地位，尤其在開(kāi)關(guān)量邏輯控制方面表現(xiàn)顯著。在處理模擬量上，以簡(jiǎn)單的顯示和給定為主；回路操作控制通過(guò)單回路來(lái)調(diào)節(jié)，非常便捷。因?yàn)椴痪哂腥缟系膸讉€(gè)特點(diǎn)，過(guò)去的DCS系統(tǒng)漸漸退出主流舞《_。如，ABB的MASTER系統(tǒng)、橫河的CEN-TUM-CS等。這些系統(tǒng)本身沒(méi)什么特別的優(yōu)勢(shì)，更無(wú)法與操作簡(jiǎn)單而實(shí)用的PLC相比。而且在價(jià)格上又非常之昂貴，難以被大力推行于水泥業(yè)中。以Modicon為代表的一些公司在生產(chǎn)PLC產(chǎn)品之初即以其為主導(dǎo)，并將之在各個(gè)領(lǐng)域中充沛予以展示。就水泥領(lǐng)域而言，PLC在對(duì)開(kāi)關(guān)量的處理上，無(wú)論是處理能力，抑或處理速度都非常令人稱(chēng)心。同時(shí)它的結(jié)構(gòu)靈活多變，非常便于系統(tǒng)的不斷完善和升級(jí)。同時(shí)在價(jià)格上也實(shí)惠很多，這也是其能迅速攻占大局部市場(chǎng)的基本原因之一。有些傳統(tǒng)DCS廠商作為回應(yīng)，也生產(chǎn)出了相應(yīng)的PLC產(chǎn)品，并將之應(yīng)用于水泥行業(yè)當(dāng)中，也算是戰(zhàn)績(jī)斐然。目前，包括一些新興的水泥廠，以及一些大中型的水泥企業(yè)都已引入了這些系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)展，控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上早已趨于成熟，其采用的最多的控制方式為對(duì)等式或效勞器方式。

六、結(jié)語(yǔ)

建材行業(yè)對(duì)于我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義，尤其是水泥工業(yè)對(duì)于占有我國(guó)經(jīng)濟(jì)很大比重的建筑業(yè)，更加具有不可替代的位置。所以，針對(duì)水泥生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的創(chuàng)新研究就顯得格外重要。唯有大幅提升水泥電氣