水泥行业自动化领域的***发展趋势

浏览:113 发表时间:2016-12-16 00:00:00

      我国水泥工业和其他流程工业一样,未来的十年将面临着市场和能源、清洁生产和情况庇护、高效和规范、负责和协调的挑战。节能、环保、平安、高效是每个水泥团体必需要面临的课题,而自动化技术和这四年夜方针又是慎密相连,本文将就现今自动化领域内和水泥行业有关的***成长趋向做一简述,以便为我国水泥工业成长,搭建更为广漠的交流和沟通平台。1、信息技术推动企业实现自动化控制以信息技术改造水泥行业,以信息化推动自动化,自动化再促使节能、环保、平安、高效四年夜方针的实现,已成为业界的共识。在现今自动化领域内,从工艺现场层到工场(团体)经管层可经由以太网,基本实现信息的通顺无缝畅通流畅,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连系,并运用于企业产物生命周期的各个阶段,经由过程信息的无缝集成、进程优化和资本优化,实现物流、信息流、价值流的集成,以缩短企业新产物的开发周期(T)、提高质量(Q)、下降成本(C)、改良服务(S)和改善情况(E),从而提升企业市场的应变能力和竞争能力,以此开发出一系列经管层软件,如ERP、MRP、MIS、PES等,并越来越显示其庞大的经济效益。国内某水泥团体在新建的水泥生产线做自动化控制系统设置装备摆设时,在现场级和进程控制级(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,即企业资本计划和经管层,它包括有生产经管系统、质量控制系统、采购经管系统、仓库经管系统、销售子系统、装备经管系统、财政经管系统、办公自动化经管系统和综合经管子系统等。在水泥市场供年夜于求,竞争剧烈的形势下,由于该团体初步实现了MES的运营,团体化经管的控制力和执行力较着提高,邃密化运行方式使得物流成本和原材料成本获得控制,实现了综合效益的年夜幅增加,净利润比往年同期增加了12.76.笔者认为该团体的MES运营仍是早期的,要把生产调剂和企业向导的决议计划统一成为真实的企业经管级(ERP)还需要进一步开发。现今计较机技术、网络技术和进步前辈的控制技术相连系,已不再停留在理论和实验阶段,如模子展望、神经元和神经网络、模糊控制、多变量控制。自顺应和自寻优等进步前辈控制算法已进进实践,并用于DCS、PLC等控制器中,而且这类趋向在加速。在水泥工业用于窑和磨的模糊控制、多变量控制和专家系统早在上世纪就有运用,但这些年夜多是由水泥装备供给商自行开发的,如FLS、KHD等,他们提供的仅是自力的软件,和系统几近没有任何联系。而现在是控制系统的供给商已将进步前辈控制算法用于DCS和PLC等控制器中,如Siemens公司专门为水泥工业开发的CEMAT集成化尺度软件,它具有水泥工场进程控制优化的功能块,还包括窑的煅烧和磨的负荷优化控制,该软件包并集成于Siemens公司的进程控制系统PCS7中;ABB公司的Opti-mizeIT优化专家则集成于IndustryIT中,它经由过程集成年夜量已验证的进步前辈控制技术及普遍的专家常识库,如模糊逻辑、控制模子、神经元和模糊控制等,来对水泥生产进程进行控制及实施优化决议计划经管。IT技术与自动化连系的另外一热门是公共数据库、局域网、互联网、无线技术等渗透控制系统使控制系统扁平化,实现了跨平台,跨地域的控制。2、自动化技术的互补与渗透DCS、PLC、IPC是自动控制领域的三年夜支柱,它们之间竞争剧烈,但又扬长避短和相互渗透,相互融合,因而形成了具有夹杂控制策略的PLC/DCS夹杂系统HCS,某咨询团体把其称之为PAC.水泥行业作为较典型的流程工业决议了其开关量逻辑控制的主导地位,同时模拟量的处置多为简单的显示和给定,控制回路基本上为其实不复杂的单回路调理,这些特点适合于HCS的运用。今朝市场以PLC为主导地位的Siemens、Schneider、Rockwell等公司纷纷推出的具有夹杂控制策略的PLC/DCS夹杂系统HCS,已作为主导产物在水泥行业推行,并取得不俗的业绩。夹杂系统HCS的主要特点是:构建一个公共的、集成的开发情况,提供通用开发平台、共用标签和单一数据库,以知足多领域自动化系统设计和集成的需要;同时它采用了可自由组合的模块化的硬件架构,削减系统升级带来的开销。它支持IEC61158等现场总线国际尺度以实现高度涣散的自动化情况,也支持事实上的工业以太网尺度,可利便地和上一级的ERP、MIS、MES集成。3、自动化系统更注重功能和信息平安平安生产越来越引发人们的关注,人的生命高于一切,已成为衡量现代工业的重要指标,对于平安事故多发的我国,意义更为重要。自动化控制系统主要斟酌的平安有:电气平安、防爆平安、信息平安和功能平安。信息平安是指由于信息泄密、黑客进侵等系统的平安性;功能平安是指控制系统所执行的平安功能失效引发的可能危险。今朝已相继出台的国际尺度有IEC61508-电气/电子/可编程电子平安相关系统的功能平安尺度,IEC61511是关于进程工业领域平安仪表系统的功能平安尺度,一般以整体平安品级SIL来评估风险水平,共有4级,平安品级SIL越高,风险就越低。水泥行业已年夜多采用新型水泥干法工艺,它是接连性很强的工艺进程,并已实现了计较机系统的顺序和连锁控制,笔者认为新型干法工艺其平安品级是较高的。要进一步提高整体平安品级必需增强故障诊断环节;人机操作界面要便于故障的监测;对生产规模越年夜的生产线,如日产万吨熟料的生产线系统设置装备摆设要提高冗余度,另外信息平安也必需高度关注,要出格增强煤磨车间的防爆平安品级,对于设置低温余热发电的企业,整体平安品级SIL要高于一般企业。在自动化领域内纷纷出台了响应的尺度产物,如Siemens的故障平安容错S7F/FH系统,Rockwell的GruardPLC等,有的公司则设置装备摆设专用的平安模块和响应的组态软件,并由被动的维护、诊断成长到预防性平安措施,与此相顺应还出台了许多平安协议,如PROFIsafe、CIPsafety等。4、控制系统由集中向涣散化成长智能化散布式I/O是将某一部门I/O组成一个有自治能力的节点,其自己带有处置器,自力完成某一部门的控制。由于组合在一个框架内,它可直接安装在现场,甚至空间十分有限的地方,但它同时又可链接到中央计较机,从而将控制系统从传统的三层结构简化为二层结构。许多着名的PLC厂商年夜都推出了散布式I/O,如Siemens的ET200系列,Rockwell的FlexAr-morI/O,Wago的WAGO-SPEEDWAY767等高速智能I/O.智能化散布式I/O将使水泥生产线的系统设置装备摆设可更趋扁平化,原设置的远程I/O场所,如矿山、预配料站等可用智能化散布式I/O替换,以节省I/O安装电缆和控制系统整体的开销。5、无线通讯技术进一步渗透控制领域无线通讯技术作为有线控制系统的弥补,正方兴日盛地用于工业自动化系统中,也是工业自动化产物的一个新增加点,运行于2.4GHz1SM波段的跳频扩频(FHSS)无线传输技术具有优良的抗干扰性和高靠得住性,无线局域网和无线网状网络扩年夜了无线传输的笼盖范围。无线通讯的数据平安性是人们所关心的,但可以经由过程加平安密码和加密密码等一系列措施来确保数据的平安传输。据悉HART基金会将在近期推出HART无线通讯新协议。在水泥行业,有的年夜团体局部辅助流程采用了无线技术,如冀东水泥团体在轮回水泵站已采用了无线控制,浙江有些水泥厂采用无线控制装卸散装水泥船等,斟酌到有些水泥厂据有的物理空间很年夜,有些工艺丈量的位置难于安装,而有些工艺丈量点情况十分恶劣,用传统的硬连线安装器件成本又太高,若是改用无线通讯能够勤俭能源,削减配线和维护费用。6、人机界面更趋人性化人机界面已全系列化,包括手持式、面板式、台式和PC机式。从此的人机界面已不单单局限于SCADA和编程、监控和诊断等,在工业自动化领域,人机界面可觉得操作和经管人员提供越来越多的信息,功能壮大的模块化软件和多客户机/服务器结构,使人机界面成为企业实时生产信息和商务垂直集成的统一的软件平台,它也是连通到外部世界的前言。经由过程驱动器或OPC来驱动各类I/O模块,总之人机界面已演变为一个完整的系统。某水泥团体MES的运营,团体化经管的控制主要依靠是多种人机界面,经由过程OPC实现了团体内各个水泥生产线之间的信息交换,也实现了主控系统和各子控制系统的互连,如生料质量控制系统等。7、变频器性能加倍扩大变频器的运用领域已从常规的风机、泵类等拓展到输送、喂料机械等,在行业运用面上也越来越广,因而其功能也进一步提升并多样化,一方面是全数字化、功能齐全、能够抵偿负荷变化的自顺应、调谐技术,出格是散布式具有通讯、联网功能和集成PLC的高端变频器。另外一方面是简略单纯或专用的变频器,和机电一体化的变频器。就展开控制技术而言,DTC直接转矩控制、无传感器矢量控制是成长标的目的。今朝速度响应约为2ms,电流响应能到达0.1~0.5ms.速度调理的成长趋向是提高速度的控制精度,一般在闭环时,对应于全范围,调速比为1:100或更高时,速度控制精度高达0.05.另外变频器性能在低速时的过载能力,稳定的、四象限运行能力和一机驱动多台机电的负荷平衡等方面也有所增强。在水泥行业为实施节能降耗,风机、泵类、输送装备、喂料机械等已普遍运用,若何在低速时承受较年夜的过载转矩,提高中压变频器的性价比是对制造商提出的课题。Siemens公司推出罗宾康中压变频器作为中压变频器的***方案将有助于性价比的提高。除上述领域外,在自动化领域出格引发关注的,还有射频识别技术(RFID)的突起,它促使机械视觉及其系统的迅速成长;和视觉系统连在一体的是运动控制系统,它更趋高度智能化,这对于有上百台驱动器的制造业,为提高生产效率,下降运行成本是极为有益的。另外一热门是工业以太网的突破性成长,使工业控制的三层网络更能无缝毗连,并能与IT世界相通。自动化技术的成长将使我们能尽快实现节能、环保、平安、高效这四年夜方针。-------转自中国水泥网


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