水泥工厂自动化及其设计分析

余唯扬

摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。工程设计是工程建设项目的重要环节，是工程项目建设的依據和基础。自动化在现代水泥生产中占据着关键地位。计算机控制技术是水泥生产自动化的重点。相比于以往的控制方式，使得水泥工业产生了质的变化，借助计算机、网络技术与有关支持软件，打造的生产及经营管理系统，让相对独立的水泥工厂控制系统和管理系统、专家系统相连接，从而构成更为完备的网络计算机系统，以此协调与控制在生产中的物质流、具体管理中的信息流进，进实现自动化生产与信息化管理相结合。本文就水泥工厂自动化及其设计展开探讨。

关键词：自动化技术;水泥工厂;设计分析

引言

自动化在现代水泥生产中占据着关键地位。计算机控制技术是水泥生产自动化的重点。相比于以往的控制方式，使得水泥工业产生了质的变化，借助计算机、网络技术与有关支持软件，打造的生产及经营管理系统，让相对独立的水泥工厂控制系统和管理系统、专家系统相连接，从而构成更为完备的网络计算机系统，以此协调与控制在生产中的物质流、具体管理中的信息流进，进实现自动化生产与信息化管理相结合。

1项目的建设条件

项目的建设条件也就是设计工作的基本条件及基础。工艺系统的设计配置是建立在其基础条件之上的，不同的基础设计条件就会有不同的系统配置;并且设计中还会遇到即使基础条件一样，因其它情况及因素的影响也会有不同的系统配置。基于多元化的技术发展和进步，在相同的建设条件下也能以不同的技术路线及系统配置而实现同样的目的和目标。由于工程建设项目的时间阶段性，在项目前期业主方往往提供不了较为准确的相关基础资料，尤其是原料、燃料情况;因此，在实际工作中时常需要对基础设计资料做一些假设或设定。对于假设或设定的建厂条件，随着工程项目的进展情况，设计者务必要逐项落实具体情况，特别是原料、燃料情况。如若不然，待工厂建成投运时，因原燃料情况与设计时设定预期的相去较远，实际生产中会出现一些问题，严重时还会影响到生产的正常运行和目标的实现。曾有水泥工厂在高速建设时期为满足建设进度要求，在硅铝质原料的来源没有落实的情况下，其处理（破碎）系统就已设计建设，在建成后因原料情况与设计不相符而导致不能正常使用。，影响水泥生产线工艺系统配置方案的主要建设条件如下：（1）进厂原料、燃料化学性质和物理性质。需要关注化学成分的稳定性，有害成分含量及程度，物理性质如粒（块）度、水分、容重、易磨性、磨蚀性等。（2）进厂原料、燃料来源和运输方式。需要关注车型、船型等。（3）产品品种及比例，出厂运输方式及比例，也就是水泥品种及比例，袋装、散装比例，装车的车型、装船的船型等。（4）项目建设厂址及自然条件。主要有海拔高度、环境温度、湿度、降雨量、主导风向及风速等。（5）建设范围、设计范围。当建设范围与设计范围有不同或有分期（预留）建设内容时，应有明确的分界内容、预留程度等。

2自动化技术应用分析

2.1DCS系统

DCS就是所谓的集散控制系统，主要是指地域安装分散、控制及危险分散、集中显示与管理，通常水泥厂会将工艺过程具体划分成若干相对独立部分，例如原料处理、煤磨、烧成窑头、水泥磨等，至于数据采集，逻辑运算以及闭环控制等知识需要现场控制器进行操作，这一控制设备也就是“过程控制站”，若是从网络层面分析则属于一个节点，因为控制器是分开安装的，所以起到分散地理与危险的效果，而且能减低连接电缆数量。可以集中打印、操作与显示等一系列管理功能，通过网络将显示与完成控制这两大部分构成一个大系统。针对DCS自身来讲，其主要由以下三部分组成，分别是人机界面、过程控制器以及通信网络。其中通信网络可视为纽带，环型、总线以星型是网络拓扑结构主要模式。现阶段，我国水泥厂系统所采取的结构模式为总线与环型。以往DCS关于人机界面与控制器的软件、硬件均不是开放的而是专用的，就像每家DCS均有属于自己的计算机“方言”，难以实现相互之间的操作，更无法和第三方进行通信。历经十几年的不断发展、改进以及更新换代，新型DCS无论在扩展性、可靠性、适应性以及性价比等多方面指标均获得一定程度的改善与提升，最为突出的一个特征则是将管理调动、过程控制以及监视完美结合，借助标准通信网络与开放系统例如Ethernet、MAP以及OPC等，处理了DCS不同厂家实现互连的现实问题，同时逻辑处理能力也在进一步提高，朝着模块化、微型、高功能的方向发展。

2.2数字化设计管理

设计过程的管理，是数字化设计高效与否的关键。通过对设计过程进行梳理分析，建立一体化协同设计管理平台，规范设计流程和设计标准。通过建立工程设备编码体系，贯通数据全过程，实现精细化管理工程完整数据（工程信息、设备信息、厂家资料等）的目的。通过优化专业间配合流程和方式，使各专业间的协调配合均在协同平台下按标准流程完成。通过计划管理与图档管理平台集成，实现设计过程与成果存储联动，满足设计实时关联与更新。在集中化的工程数据与图档平台管理模式下，实现工程设计成果的快速移交与发布，满足工程施工阶段应用需求。

2.3PLC集散控制系统

该系统的主要特点表现在以下四点：首先，系统可以对水泥整个生产过程实现实时监测与控制，可大前提是应确保水泥厂的全厂联网;其次，主要是计算机借助一些参数实现部分自动控制;再次，系统也能通过计算机实现对部分现场设备的控制;最后，计算机能达到实时监测效果，主要是依据对压力的反馈与现场温度参数。针对水泥生产而言具有一定的连续性，对此需要一定的逻辑控制力，而这正是PLC系统所具备的。由此可见，自动化化控制水泥生产线的最佳路径就是PLC集散控制系统。基于不断发展的PLC技术，其在很多方面的优越性已超过DCS系统，特别是在中小规模企业中该系统具有十分广泛地应用空间，而且也实现了管理控制水平的进一步提高。

3水泥工业的绿色低碳发展之路

党的十八大以来，水泥行业深入学习贯彻习近平总书记生态文明思想，践行绿水青山就是金山银山的发展理念，先后制定、实施了一系列与节能减排、绿色低碳发展相关的政策、规定与标准，使水泥行业由以前的单一的在生产过程中的管理控制为主，开始转向以加快调整产业结构，开展错峰生产，全面处置废弃物、城市垃圾，开展生产环境治理，提升节能减排技术装备，大力挖掘水泥厂内绿色能源利用等多方位的多轨齐下，使整个行业在节能减排、污染治理等方面取得了很好的效果。但是在全球高质量的绿色低碳转型的环境下，由于水泥行业的高载能和资源依赖型的属性，正面临着日益趋紧和深度的节能减排大趋势的约束，因此，整个水泥工业必须以新的站位、新的目标、新的标准能动地推进节能减排进入新的水平，在水泥厂内继续挖掘的新能源的“蓝海”，为水泥行业奠定绿色低碳的基础，提升行业整体的发展质量。

结语

基于我国市场经济体制的深化改革，水泥企业所面临的竞争更加严峻。因此，在新的市场竞争模式下针对水泥工厂的生产与管理提出诸多要求，例如生产高速高质、技术操作高灵活以及降低成本投入等，通过文章的简要分析我们可以知道，结合自动化生产与信息管理的水泥工厂自动化系统，必然会成为未来企业发展的主要趋势。

参考文献

[1]夏之云，张卫民.我国水泥工业自动化的现状及发展方向[J].水泥技术，2018（z1）：35-37.

[2]张卫民.现代水泥工业自动化控制模式[J].水泥技术，2018（2）：81-84.

[3]夏之云.水泥工厂自动化及其设计[J].水泥技术，2020（3）：15-19.