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水泥行業自動化領域的***發展趨勢

作者:譽騰集團 瀏覽: 發表時間:2016-12-16 00:00:00

      我國水泥工業和其他流程工業一樣,未來的十年將面臨著市場和能源、清潔生產和情況庇護、高效和規范、負責和協調的挑戰。節能、環保、平安、高效是每個水泥團體必需要面臨的課題,而自動化技術和這四年夜方針又是慎密相連,本文將就現今自動化領域內和水泥行業有關的***成長趨向做一簡述,以便為我國水泥工業成長,搭建更為廣漠的交流和溝通平臺。1、信息技術推動企業實現自動化控制以信息技術改造水泥行業,以信息化推動自動化,自動化再促使節能、環保、平安、高效四年夜方針的實現,已成為業界的共識。在現今自動化領域內,從工藝現場層到工場(團體)經管層可經由以太網,基本實現信息的通順無縫暢通流暢,所謂的“現代集成生產工藝”是將信息技術、網絡技術和現代新工藝相連系,并運用于企業產物生命周期的各個階段,經由過程信息的無縫集成、進程優化和資本優化,實現物流、信息流、價值流的集成,以縮短企業新產物的開發周期(T)、提高質量(Q)、下降成本(C)、改良服務(S)和改善情況(E),從而提升企業市場的應變能力和競爭能力,以此開發出一系列經管層軟件,如ERP、MRP、MIS、PES等,并越來越顯示其龐大的經濟效益。國內某水泥團體在新建的水泥生產線做自動化控制系統設置裝備擺設時,在現場級和進程控制級(PCS)的上端,還增加了制造執行系統(MES)層,并正在策劃和運作ERP,即企業資本計劃和經管層,它包括有生產經管系統、質量控制系統、采購經管系統、倉庫經管系統、銷售子系統、裝備經管系統、財政經管系統、辦公自動化經管系統和綜合經管子系統等。在水泥市場供年夜于求,競爭劇烈的形勢下,由于該團體初步實現了MES的運營,團體化經管的控制力和執行力較著提高,邃密化運行方式使得物流成本和原材料成本獲得控制,實現了綜合效益的年夜幅增加,凈利潤比往年同期增加了12.76.筆者認為該團體的MES運營仍是早期的,要把生產調劑和企業向導的決議計劃統一成為真實的企業經管級(ERP)還需要進一步開發?,F今計較機技術、網絡技術和進步前輩的控制技術相連系,已不再停留在理論和實驗階段,如模子展望、神經元和神經網絡、模糊控制、多變量控制。自順應和自尋優等進步前輩控制算法已進進實踐,并用于DCS、PLC等控制器中,而且這類趨向在加速。在水泥工業用于窯和磨的模糊控制、多變量控制和專家系統早在上世紀就有運用,但這些年夜多是由水泥裝備供給商自行開發的,如FLS、KHD等,他們提供的僅是自力的軟件,和系統幾近沒有任何聯系。而現在是控制系統的供給商已將進步前輩控制算法用于DCS和PLC等控制器中,如Siemens公司專門為水泥工業開發的CEMAT集成化尺度軟件,它具有水泥工場進程控制優化的功能塊,還包括窯的煅燒和磨的負荷優化控制,該軟件包并集成于Siemens公司的進程控制系統PCS7中;ABB公司的Opti-mizeIT優化專家則集成于IndustryIT中,它經由過程集成年夜量已驗證的進步前輩控制技術及普遍的專家常識庫,如模糊邏輯、控制模子、神經元和模糊控制等,來對水泥生產進程進行控制及實施優化決議計劃經管。IT技術與自動化連系的另外一熱門是公共數據庫、局域網、互聯網、無線技術等滲透控制系統使控制系統扁平化,實現了跨平臺,跨地域的控制。2、自動化技術的互補與滲透DCS、PLC、IPC是自動控制領域的三年夜支柱,它們之間競爭劇烈,但又揚長避短和相互滲透,相互融合,因而形成了具有夾雜控制策略的PLC/DCS夾雜系統HCS,某咨詢團體把其稱之為PAC.水泥行業作為較典型的流程工業決議了其開關量邏輯控制的主導地位,同時模擬量的處置多為簡單的顯示和給定,控制回路基本上為其實不復雜的單回路調理,這些特點適合于HCS的運用。今朝市場以PLC為主導地位的Siemens、Schneider、Rockwell等公司紛紛推出的具有夾雜控制策略的PLC/DCS夾雜系統HCS,已作為主導產物在水泥行業推行,并取得不俗的業績。夾雜系統HCS的主要特點是:構建一個公共的、集成的開發情況,提供通用開發平臺、共用標簽和單一數據庫,以知足多領域自動化系統設計和集成的需要;同時它采用了可自由組合的模塊化的硬件架構,削減系統升級帶來的開銷。它支持IEC61158等現場總線國際尺度以實現高度渙散的自動化情況,也支持事實上的工業以太網尺度,可利便地和上一級的ERP、MIS、MES集成。3、自動化系統更注重功能和信息平安平安生產越來越引發人們的關注,人的生命高于一切,已成為衡量現代工業的重要指標,對于平安事故多發的我國,意義更為重要。自動化控制系統主要斟酌的平安有:電氣平安、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、黑客進侵等系統的平安性;功能平安是指控制系統所執行的平安功能失效引發的可能危險。今朝已相繼出臺的國際尺度有IEC61508-電氣/電子/可編程電子平安相關系統的功能平安尺度,IEC61511是關于進程工業領域平安儀表系統的功能平安尺度,一般以整體平安品級SIL來評估風險水平,共有4級,平安品級SIL越高,風險就越低。水泥行業已年夜多采用新型水泥干法工藝,它是接連性很強的工藝進程,并已實現了計較機系統的順序和連鎖控制,筆者認為新型干法工藝其平安品級是較高的。要進一步提高整體平安品級必需增強故障診斷環節;人機操作界面要便于故障的監測;對生產規模越年夜的生產線,如日產萬噸熟料的生產線系統設置裝備擺設要提高冗余度,另外信息平安也必需高度關注,要出格增強煤磨車間的防爆平安品級,對于設置低溫余熱發電的企業,整體平安品級SIL要高于一般企業。在自動化領域內紛紛出臺了響應的尺度產物,如Siemens的故障平安容錯S7F/FH系統,Rockwell的GruardPLC等,有的公司則設置裝備擺設專用的平安模塊和響應的組態軟件,并由被動的維護、診斷成長到預防性平安措施,與此相順應還出臺了許多平安協議,如PROFIsafe、CIPsafety等。4、控制系統由集中向渙散化成長智能化散布式I/O是將某一部門I/O組成一個有自治能力的節點,其自己帶有處置器,自力完成某一部門的控制。由于組合在一個框架內,它可直接安裝在現場,甚至空間十分有限的地方,但它同時又可鏈接到中央計較機,從而將控制系統從傳統的三層結構簡化為二層結構。許多著名的PLC廠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將使水泥生產線的系統設置裝備擺設可更趨扁平化,原設置的遠程I/O場所,如礦山、預配料站等可用智能化散布式I/O替換,以節省I/O安裝電纜和控制系統整體的開銷。5、無線通訊技術進一步滲透控制領域無線通訊技術作為有線控制系統的彌補,正方興日盛地用于工業自動化系統中,也是工業自動化產物的一個新增加點,運行于2.4GHz1SM波段的跳頻擴頻(FHSS)無線傳輸技術具有優良的抗干擾性和高靠得住性,無線局域網和無線網狀網絡擴年夜了無線傳輸的籠蓋范圍。無線通訊的數據平安性是人們所關心的,但可以經由過程加平安密碼和加密密碼等一系列措施來確保數據的平安傳輸。據悉HART基金會將在近期推出HART無線通訊新協議。在水泥行業,有的年夜團體局部輔助流程采用了無線技術,如冀東水泥團體在輪回水泵站已采用了無線控制,浙江有些水泥廠采用無線控制裝卸散裝水泥船等,斟酌到有些水泥廠據有的物理空間很年夜,有些工藝丈量的位置難于安裝,而有些工藝丈量點情況十分惡劣,用傳統的硬連線安裝器件成本又太高,若是改用無線通訊能夠勤儉能源,削減配線和維護費用。6、人機界面更趨人性化人機界面已全系列化,包括手持式、面板式、臺式和PC機式。從此的人機界面已不單單局限于SCADA和編程、監控和診斷等,在工業自動化領域,人機界面可覺得操作和經管人員提供越來越多的信息,功能壯大的模塊化軟件和多客戶機/服務器結構,使人機界面成為企業實時生產信息和商務垂直集成的統一的軟件平臺,它也是連通到外部世界的前言。經由過程驅動器或OPC來驅動各類I/O模塊,總之人機界面已演變為一個完整的系統。某水泥團體MES的運營,團體化經管的控制主要依靠是多種人機界面,經由過程OPC實現了團體內各個水泥生產線之間的信息交換,也實現了主控系統和各子控制系統的互連,如生料質量控制系統等。7、變頻器性能加倍擴大變頻器的運用領域已從常規的風機、泵類等拓展到輸送、喂料機械等,在行業運用面上也越來越廣,因而其功能也進一步提升并多樣化,一方面是全數字化、功能齊全、能夠抵償負荷變化的自順應、調諧技術,出格是散布式具有通訊、聯網功能和集成PLC的高端變頻器。另外一方面是簡略單純或專用的變頻器,和機電一體化的變頻器。就展開控制技術而言,DTC直接轉矩控制、無傳感器矢量控制是成長標的目的。今朝速度響應約為2ms,電流響應能到達0.1~0.5ms.速度調理的成長趨向是提高速度的控制精度,一般在閉環時,對應于全范圍,調速比為1:100或更高時,速度控制精度高達0.05.另外變頻器性能在低速時的過載能力,穩定的、四象限運行能力和一機驅動多臺機電的負荷平衡等方面也有所增強。在水泥行業為實施節能降耗,風機、泵類、輸送裝備、喂料機械等已普遍運用,若何在低速時承受較年夜的過載轉矩,提高中壓變頻器的性價比是對制造商提出的課題。Siemens公司推出羅賓康中壓變頻器作為中壓變頻器的***方案將有助于性價比的提高。除上述領域外,在自動化領域出格引發關注的,還有射頻識別技術(RFID)的突起,它促使機械視覺及其系統的迅速成長;和視覺系統連在一體的是運動控制系統,它更趨高度智能化,這對于有上百臺驅動器的制造業,為提高生產效率,下降運行成本是極為有益的。另外一熱門是工業以太網的突破性成長,使工業控制的三層網絡更能無縫毗連,并能與IT世界相通。自動化技術的成長將使我們能盡快實現節能、環保、平安、高效這四年夜方針。-------轉自中國水泥網


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