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【摘 要】 随着我国经济的发展和科学水平的不断提高,人们对于建筑物,道路等设施有了更好的要求。于是,水泥的重要性开始被人们所关注,本文从多个方面对现代水泥企业电气自动化的发展方向进行了详细的分析和探讨,仅供参考。
【关键词】 现代水泥企业;电气自动化;发展方向
一、前言
随着时代的发展和计算机技术的不断提高,再加上网络技术的普遍应用,以及大型PLC产品和集散系统的推广,这些因素都使得水泥的生产控制有了进一步的提高。
二、水泥工业电气自动化新技术
信息的核心是信息网络,在当今自动化领域内,从现场层到管理层可经由以太网,实现信息的畅通无缝流通:把生产过程参数、质量、调度、备品备件、销售、财务、人事档案乃至管理决策纳入MIS网络,使工厂的生产控制和经营活动有机地结合在一起,实现现代化的科学管理:人机操作界面要便于故障的监测;对生产规模越大的生产线,要特别增强煤磨车间的防爆安全等级,对于设置低温余热发电的企业,整体安全等级SIL要高于一般企业;控制系统由集中向分散化发展:局部采用无线传输技术,既节约能源,又减少配线和维护费用;在工艺要求调速的许多环节,如回转窑、单筒冷却机、输送设备、风机、水泵、空压机等,以交流变频调速取代调压调速、滑差调速以及直流调速;现场总线是用于现场仪表与控制系统之间的一种开放、全数字化、双向、多站的通讯系统.也必将成为水泥工业未来的发展趋势。
三、我国水泥工业电气自动化现状
我国水泥业的电气自动化管理起步较晚,一直以来都是以人工作业为主,20世纪70年代以前,随着国家经济发展的需要,水泥工业逐步兴盛起来,但是生产过程的自动化水平相当低,管理模式也相对落后,在设备的配备上,也只有一些最基本的设备支持,如一些仪表和基本电气设备的配置。随着我国科学技术水平的发展,水泥工业的自动化水平随着时代的发展也取得了一定的进步,如20世纪90年代使用的DCS系统,自动化的生产工艺逐步取代了传统的生产流程。进入2l世纪,我国水泥工业的自动化水平进一步提高,生产全过程的控制和信息采集系统更加优化,我国自主设计的自动化控制系统不断完善,相当一部分生产线已具备国际先进水平。
四、信息技术推动自动化
以信息技术改造水泥行业,以信息化推进自动化,自动化再促使节能、环保、安全、高效四大目标的实现,已成为业界的共识。在当今自动化领域内,从工艺现场层到工厂(集团)管理层可经由以太网,基本实现信息的畅通无缝流通,所谓的“现代集成生产工艺”是将信息技术、网络技术和现代新工艺相结合,并应用于企业产品生命周期的各个阶段,通过信息的无缝集成、过程优化和资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成,以缩短企业新产品的开发周期(T)、提高质量(Q)、降低成本(C)、改进服务(S)和改善环境(E),从而提升企业的市场的应变能力和竞争能力,与此想适应开发出一系列管理层软件,如ERP、MRP、MIS、PES等,并越来越显示其巨大的经济效益。
國内一些大水泥集团在当前竞争不断加剧的压力下,也紧跟这股信息化的潮流,推进自动化的发展,如国内某水泥集团近几年来,在新建的水泥生产线做自动化控制系统配置时,在现场级和过程控制级(PCS)的上端,还增加了制造执行系统(MES)层,并正在策划和运作ERP,即企业资源规划和管理层,它包括有生产管理系统、质量控制系统、采购管理系统、仓库管理系统、销售子系统、设备管理系统、财务管理系统、办公自动化管理系统和综合管理子系统等。
五、水泥厂电气自动化系统分类
1. PLC集成控制系统。
水泥行业的特点决定了其开关量逻辑控制的主导地位,同时模拟量的处理多为简单的显示和给定,控制回路基本上也多为并不复杂的单回路调节,这些特点决定了传统意义上DCS系统的逐渐淡出。传统DCS厂商纷纷推出其相应的PLC产品,目前新设计的大中型水泥厂相当一部分采用了这些系统。控制系统的结构发展至今已相当成熟,PLC集成控制系统处理开关量的能力、较快的速度、灵活的结构为系统的升级和扩展留有很大的余地,还有不可忽视的价格优势使其得到迅速的发展。控制系统多采用对等式或客户机/服务器方式,在网络上大多采用工业以太网,使系统更灵活,组态更易扩展,具有较高性能价格比的PLC集成控制系统推动了水泥企业中计算机控制系统的应用和发展。
2.全集成自动化系统
随着水泥生产自动控制水平越来越高,大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化,系统集成化和管理信息化的方向发展。将过程控制、信息管理、通信网络融为一体,从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境,实现主要生产过程的综合优化、集成化控制,不但可以稳定运行、提高产量和质量,有利于企业获得更大的综合效益,而且对节能降耗、环境保护意义重大。为使管控一体化,控制系统也应大大简化结构,从而采用统一的系统开发平台。统一的系统开发平台可以支持一个自动化项目周期中的设计、施工和调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。
六、我国水泥工业电气自动化存在的问题
虽然目前我国已开发研制了适合国情的自动化控制系统,但由于我国水泥企业众多,规模和技术水平差异很大,因此,在电气控制和自动化技术方尚存在不少问题,等待努力解决。
1.在我国水泥工业电气自动化方面,注重系统硬件先进性而忽视软件重要性的现象较为普遍。我国的新型干法水泥生产线普遍拥有了性能良好的计算机控制硬件系统,但软件系统的开发严重滞后,控制软件仍停留在较低的水平,系统的投运率较低,影响了水泥生产过程电气自动化控制系统能力的发挥,远未实现生产过程的优化控制。
2.我国水泥工业自动化检测技术以及运行的可靠性尚不能满足生产工艺要求,有待提高。我国水泥厂中许多控制系统本身并不复杂,但各开关器件、执行机构的误动作不仅影响了控制系统的可靠性,还可能引起设备事故。因此,我们一方面要提高现有水泥业中自动检测仪表、电动执行机构、电气元器件的质量,另一方还要引导中小型企业的技术改造和技术水平的提高,大力开发满足水泥生产工艺要求的检测和执行机构。 七、我国水泥工业电气自动化发展趋势
1. PLC控制的应用
开放的PC总线导致了丰富多彩、种类繁多的硬件模件的产生,用于数据采集与控制的板级产品已几乎可以覆盖所有用户的需求。开放的PC总线的产品是以通用商品OEM的方式向市场供货,因而它比专用性的PLC或DCS產品性能价格比更高。PC开放的软件结构和日趋标准化的软件生产方式,使得高性能多用户的软件产品层出不穷,如动态数据交换DDE,对象的链接和嵌入OLE。开放的数据库结构ODBC、远程过程调用PRC、32位机的多用户、多任务操作系统等已为系统集成提供了可供充分选择的基础软件;在软件市场,一些基于PC控制的软件也不断完善。PC机大受欢迎的另一重要原因是开放的连接进入90年代后期,联网已成为PC的最基本能力之一,基于PC的网络产品得到极大的丰富,为用户使用多家的产品集成自己的系统提供了可靠的保证。相信以PC为基础的分布式控制系统将成功用于以顺控为主的水泥厂各级控制中。
2.全集成自动化
当前水泥企业向大型化、集团化方向发展,为使管控一体化,控制系统也应大大简化结构,减少大量接口部件,同时为自动化应用提供统一的技术环境,实现统一的数据管理、统一的通信、统一的组态;在系统网络级则以工业以太网作为连接各站、节点的系统总线,通信速率可大大提高。大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化,系统网络化和管理信息化的方向发展。现场总线技术、网络技术和信息技术的发展,使当前水泥厂控制系统由现场控制层、过程控制层、生产管理层的三层系统结构进一步向两端延伸。现场层更加深入到测控设备核心,管理层由生产管理向企业总体资源规划发展,从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境。
八、结束语
通过上述详细的分析,我们可以得出电气自动化的对现代水泥企业的发展起到相当大的作用。所以,我们要不断加大科研力量的投入,不断的完善电气自动化技术,让它越发的成熟和先进。
参考文献:
[1]梁凤珍.浅析电气自动化技术在水泥生产中的应用及发展趋势.科技创新导报—2012年11期第34页
[2]何贤义.浅谈数字技术在工业电气自动化中的应用与创新.中国电力教育—2013年9期第14页
[3]吴国权.电气自动化技术在水泥生产设备中的应用和发展.城市建设理论研究(电子版)—2013年15期第87页
[4]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向.黑龙江科技信息—2010年31期第43页
【关键词】 现代水泥企业;电气自动化;发展方向
一、前言
随着时代的发展和计算机技术的不断提高,再加上网络技术的普遍应用,以及大型PLC产品和集散系统的推广,这些因素都使得水泥的生产控制有了进一步的提高。
二、水泥工业电气自动化新技术
信息的核心是信息网络,在当今自动化领域内,从现场层到管理层可经由以太网,实现信息的畅通无缝流通:把生产过程参数、质量、调度、备品备件、销售、财务、人事档案乃至管理决策纳入MIS网络,使工厂的生产控制和经营活动有机地结合在一起,实现现代化的科学管理:人机操作界面要便于故障的监测;对生产规模越大的生产线,要特别增强煤磨车间的防爆安全等级,对于设置低温余热发电的企业,整体安全等级SIL要高于一般企业;控制系统由集中向分散化发展:局部采用无线传输技术,既节约能源,又减少配线和维护费用;在工艺要求调速的许多环节,如回转窑、单筒冷却机、输送设备、风机、水泵、空压机等,以交流变频调速取代调压调速、滑差调速以及直流调速;现场总线是用于现场仪表与控制系统之间的一种开放、全数字化、双向、多站的通讯系统.也必将成为水泥工业未来的发展趋势。
三、我国水泥工业电气自动化现状
我国水泥业的电气自动化管理起步较晚,一直以来都是以人工作业为主,20世纪70年代以前,随着国家经济发展的需要,水泥工业逐步兴盛起来,但是生产过程的自动化水平相当低,管理模式也相对落后,在设备的配备上,也只有一些最基本的设备支持,如一些仪表和基本电气设备的配置。随着我国科学技术水平的发展,水泥工业的自动化水平随着时代的发展也取得了一定的进步,如20世纪90年代使用的DCS系统,自动化的生产工艺逐步取代了传统的生产流程。进入2l世纪,我国水泥工业的自动化水平进一步提高,生产全过程的控制和信息采集系统更加优化,我国自主设计的自动化控制系统不断完善,相当一部分生产线已具备国际先进水平。
四、信息技术推动自动化
以信息技术改造水泥行业,以信息化推进自动化,自动化再促使节能、环保、安全、高效四大目标的实现,已成为业界的共识。在当今自动化领域内,从工艺现场层到工厂(集团)管理层可经由以太网,基本实现信息的畅通无缝流通,所谓的“现代集成生产工艺”是将信息技术、网络技术和现代新工艺相结合,并应用于企业产品生命周期的各个阶段,通过信息的无缝集成、过程优化和资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成,以缩短企业新产品的开发周期(T)、提高质量(Q)、降低成本(C)、改进服务(S)和改善环境(E),从而提升企业的市场的应变能力和竞争能力,与此想适应开发出一系列管理层软件,如ERP、MRP、MIS、PES等,并越来越显示其巨大的经济效益。
國内一些大水泥集团在当前竞争不断加剧的压力下,也紧跟这股信息化的潮流,推进自动化的发展,如国内某水泥集团近几年来,在新建的水泥生产线做自动化控制系统配置时,在现场级和过程控制级(PCS)的上端,还增加了制造执行系统(MES)层,并正在策划和运作ERP,即企业资源规划和管理层,它包括有生产管理系统、质量控制系统、采购管理系统、仓库管理系统、销售子系统、设备管理系统、财务管理系统、办公自动化管理系统和综合管理子系统等。
五、水泥厂电气自动化系统分类
1. PLC集成控制系统。
水泥行业的特点决定了其开关量逻辑控制的主导地位,同时模拟量的处理多为简单的显示和给定,控制回路基本上也多为并不复杂的单回路调节,这些特点决定了传统意义上DCS系统的逐渐淡出。传统DCS厂商纷纷推出其相应的PLC产品,目前新设计的大中型水泥厂相当一部分采用了这些系统。控制系统的结构发展至今已相当成熟,PLC集成控制系统处理开关量的能力、较快的速度、灵活的结构为系统的升级和扩展留有很大的余地,还有不可忽视的价格优势使其得到迅速的发展。控制系统多采用对等式或客户机/服务器方式,在网络上大多采用工业以太网,使系统更灵活,组态更易扩展,具有较高性能价格比的PLC集成控制系统推动了水泥企业中计算机控制系统的应用和发展。
2.全集成自动化系统
随着水泥生产自动控制水平越来越高,大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化,系统集成化和管理信息化的方向发展。将过程控制、信息管理、通信网络融为一体,从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境,实现主要生产过程的综合优化、集成化控制,不但可以稳定运行、提高产量和质量,有利于企业获得更大的综合效益,而且对节能降耗、环境保护意义重大。为使管控一体化,控制系统也应大大简化结构,从而采用统一的系统开发平台。统一的系统开发平台可以支持一个自动化项目周期中的设计、施工和调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。
六、我国水泥工业电气自动化存在的问题
虽然目前我国已开发研制了适合国情的自动化控制系统,但由于我国水泥企业众多,规模和技术水平差异很大,因此,在电气控制和自动化技术方尚存在不少问题,等待努力解决。
1.在我国水泥工业电气自动化方面,注重系统硬件先进性而忽视软件重要性的现象较为普遍。我国的新型干法水泥生产线普遍拥有了性能良好的计算机控制硬件系统,但软件系统的开发严重滞后,控制软件仍停留在较低的水平,系统的投运率较低,影响了水泥生产过程电气自动化控制系统能力的发挥,远未实现生产过程的优化控制。
2.我国水泥工业自动化检测技术以及运行的可靠性尚不能满足生产工艺要求,有待提高。我国水泥厂中许多控制系统本身并不复杂,但各开关器件、执行机构的误动作不仅影响了控制系统的可靠性,还可能引起设备事故。因此,我们一方面要提高现有水泥业中自动检测仪表、电动执行机构、电气元器件的质量,另一方还要引导中小型企业的技术改造和技术水平的提高,大力开发满足水泥生产工艺要求的检测和执行机构。 七、我国水泥工业电气自动化发展趋势
1. PLC控制的应用
开放的PC总线导致了丰富多彩、种类繁多的硬件模件的产生,用于数据采集与控制的板级产品已几乎可以覆盖所有用户的需求。开放的PC总线的产品是以通用商品OEM的方式向市场供货,因而它比专用性的PLC或DCS產品性能价格比更高。PC开放的软件结构和日趋标准化的软件生产方式,使得高性能多用户的软件产品层出不穷,如动态数据交换DDE,对象的链接和嵌入OLE。开放的数据库结构ODBC、远程过程调用PRC、32位机的多用户、多任务操作系统等已为系统集成提供了可供充分选择的基础软件;在软件市场,一些基于PC控制的软件也不断完善。PC机大受欢迎的另一重要原因是开放的连接进入90年代后期,联网已成为PC的最基本能力之一,基于PC的网络产品得到极大的丰富,为用户使用多家的产品集成自己的系统提供了可靠的保证。相信以PC为基础的分布式控制系统将成功用于以顺控为主的水泥厂各级控制中。
2.全集成自动化
当前水泥企业向大型化、集团化方向发展,为使管控一体化,控制系统也应大大简化结构,减少大量接口部件,同时为自动化应用提供统一的技术环境,实现统一的数据管理、统一的通信、统一的组态;在系统网络级则以工业以太网作为连接各站、节点的系统总线,通信速率可大大提高。大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化,系统网络化和管理信息化的方向发展。现场总线技术、网络技术和信息技术的发展,使当前水泥厂控制系统由现场控制层、过程控制层、生产管理层的三层系统结构进一步向两端延伸。现场层更加深入到测控设备核心,管理层由生产管理向企业总体资源规划发展,从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境。
八、结束语
通过上述详细的分析,我们可以得出电气自动化的对现代水泥企业的发展起到相当大的作用。所以,我们要不断加大科研力量的投入,不断的完善电气自动化技术,让它越发的成熟和先进。
参考文献:
[1]梁凤珍.浅析电气自动化技术在水泥生产中的应用及发展趋势.科技创新导报—2012年11期第34页
[2]何贤义.浅谈数字技术在工业电气自动化中的应用与创新.中国电力教育—2013年9期第14页
[3]吴国权.电气自动化技术在水泥生产设备中的应用和发展.城市建设理论研究(电子版)—2013年15期第87页
[4]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向.黑龙江科技信息—2010年31期第43页