水泥工厂中的自动化技术未来发展趋势

水泥工厂中的自动化技术未来发展趋势提高水泥企业的电气自动化水平，对工业生产过程实现检测、控制、优化，寻求管理模式的突破，使电气自动化技术发挥其应有的作用，是现代化水泥厂发展的必然趋势近20多年来，我国水泥工业取得了飞速发展和巨大成绩，己经奠定了现代化水泥工业的基础当前我国水泥工业正在进行产业结构调整，在向大型化、高水平、现代化迈进的同时，还要逐步淘汰一批落后的小水泥企业和改造提升一批传统的水泥企业，因此，水泥生产的高新技术、自动化与信息技术将起养非常重要的作用

一、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，同时摹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份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、灵便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者客户机/服务器方式，在网络上大多采用工业以太网，使系统更灵便，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，非但可以稳定运行、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辟平台统一的系统开辟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

二、我国水泥工业电气自动化存在的问题虽然目前我国已开辟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，亟待努力解决

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，但软件系统的开辟严重滞后，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，大力开辟满足水泥生产工艺要求的检测和执行机构

三、电气自动化技术在水泥生产领域的发展趋势随着现代的开放式、分布式技术发展应用，电气自动化技术的应用范围越来越广泛，己经渐渐成为了现代水泥工业电气自动化的主流发展趋势信息化技术是将生产设备与网络技术相结合，建立一体化管理控制的自动化网络结构，开放式是指将各方面网络系统连接起来，实现系统与外界的实时联系，大大提高系统信息处理的能力，为避免分散系统的危（wei）险，使系统正常运行，普通采用在网络中建立独立网络的分布式结构，保证系统安全平稳运行电气自动化技术在我国的发展应用，大大加快了水泥工业的发展进程，不仅节省资源，降低成本，为企业创造了良好的社会效益、经济效益，同时也大大缩短了与先进工业巨头的技术差距自主研发，更是实现了我国电气自动化的规模化生产，促进了国民经济的发展，规范了我国电气自动化技术的行业标准我国社会经济发展速度的飞跃，各地基础建设的提升，使得水泥资源有了更多的需求量，水泥生产技术己经成为推动我国经济发展，生产创造的关键性因素，因此实现水泥生产设备的自动化运行是顺应当前市场需求的重要措施就目前我国水泥生产设备自动化技术的发展技术来看，依然存在诸多的不足，尚有很大的进步空间需要进一步的改进完善同时，也为我国水泥生产设备的安全性能提出了更改的要求，确保系统的安全稳定运行，维护水泥生产工作者的生命安全己经成为当前的重要问题因此，在未来的发展中，国家要对水泥生产设备的自动化技术投入更多的重视，加大在这一领域的资金投入、人材培养以及技术提供，从而实现我国水泥生产工作安全高效的开展总之，我们应密切关注国内外电气自动化先进技术的发展趋势，结合国内实际情况继续创新和发展，使控制思想和设计理念实现创新和优化在技术先进、经济合理的前提下为水泥工业的结构调整，为水泥工业新的跨越式发展做出贡献

一、目前水泥生产的状况分析目前随着水泥行业竞争的不断加剧，大型水泥企业间并购整合与资本运作也将日益频繁，由于前些年我国水泥行业随国家经济腾飞而呈现非理性的投资扩张，导致当前水泥行业存在产能过剩、行业集中度低、产业结构不合理等问题当前，随着国家宏观经济增长方式逐渐由出口和投资驱动的增长模式向消费导向的节约型增长模式转变，作为固定资产投资的上游基本原材料，以及水泥行业自身较高的能耗和排污能力，都为其进一步发展带来了必然的政策行障碍以下是对中国水泥行业现状分析情况

1、中国水泥产量分析根据中国水泥行业市场调查与投资战略分析报告了解到，2022年卜6月，全国累计水泥产量

10.96亿吨，同比增长

9.67%；熟料产量

6.47亿吨，同比增长

4.15%0相比之下，2022年上半年全国累计水泥产量

9.94亿吨，同比增速为

5.5%o从2022上半年的情况看，2022年水泥和熟料增长水平全面超过2022年同期从规模上看，2022上半年江苏、河南、山东水泥产量居全国前三名，产量均超过7500万吨；天津、北京、上海则位居倒数后三位，产量均不足500万吨从增速上看2022上半年贵州、新疆、海南、宁夏、江西、云南等位居前列，同比增长均超过21%但绝对产量都不算太高；产量率先的江苏、河南、山东、四川、河北和浙江等地，同比增速都在10%下，但近年的市场规模增长向来比较稳定

2、水泥行业浮现产能过剩并购活动纷纷涌现当前，水泥行业严重过剩的产能导致行业经济效益浮现快速下滑，能源和环境的约束力在加强等问题，企业间的竞争也已进入白热化阶段，各地价格拼杀十分惨烈，实现行业转型升级和提高企业综合竞争实力已经迫在眉睫，而水泥企业仅仅通过精细化管理、整合优化内部资源等内部“瘦身”的方式以降低成本已不足以应对目前的市场压力近年来，水泥行业的并购活动可谓是风生水起，中国建材、中材、华润、冀东等巨头企业纷纷采取兼并重组战略，南征北战、扩疆拓土以迅速建立各自的优势区域

3、水泥行业兼并重组因素分析行业内的兼并重组活动如火如荼的开展，据了解，其主要因素下几点首先，从产业生命周期来看，水泥行业也已经发展到加速整合阶段；其次，随着国家一系列新建生产线严控政策的密集出台，水泥企业通过新建扩产的道路已越走越窄，而国家鼓励兼并重组政策的密集出台，使得企业通过并购重组的方式达到增产扩能的目的越加通顺；再次，在部份区域市场的行业景气度持续低迷情形下，企业经营管理不善外加行业环保、节能减排等达标要求带来的成本上升，导致企业缺乏竞争优势，为具有竞争实力的企业创造了良好的并购机遇；最后，经过前些年并购实践的摸索，企业已经找到了一些整合、置换、联合的成功经验，并购行为已经日益理性和成熟，这使得企业间的并购行为能够快速顺利推进

二、自动化在水泥生产过程中的重要性在此之前，节能、环保、安全、高效也向来是所有水泥企业必须面对的课题，而自动化技术和这四大目标又是密切相连的因此，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，已成为水泥行业的业界共识自动化在水泥生产过程中的重要性主要体现在以下几个方面

1、保证安全前提保障有序生产当前，自动化技术之所以受到水泥行业的青睐，首先是基于安全生产的保障近几年，我国水泥行业已大范围的采用了新型水泥干法工艺，这是一种连续性很强的工艺过程，并已实现了计算机系统的顺序和连锁控制新型干法工艺的安全等级是比较高的，为进一步提高整体安全等级，必须增强故障诊断环节，人机操作界面也要便于故障的监测对于生产规模更大的生产线，如日产万吨熟料的生产线系统配置则要提高冗余度同时必须高度关注信息安全，要特殊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要高于一般企业我国的自动化水平在国际上有较大优势，据统计，现在国际上的水泥企业的水泥项目70%〜80%都是由中国的工程企业承接的，比如中材国际

2、简化工艺流程提高工作效率在这个信息产生价值的时代，国内一些大型水泥企业在当前竞争不断加剧的压力下，也紧跟起了信息化的潮流，继而推进自动化的发展而除安全生产外，自动化技术的其中两个优势便是节能、高效，用以助力作为流程工业的水泥工业在工艺流程上更为简洁有效，在节约能源的基础上，大大提高工作效率

3、监控水泥生产助动环保“手术”作为大气污染管理的责任主体，《大气污染防治行动计划》要求水泥企业在地方政府统领下，要按照环保规范要求，加强内部管理，增加资金投入，采用先进的生产工艺和管理技术，确保达标排放，甚至达到“零排放”；要自觉履行环境保护的社会责任，接受社会监督自动化技术的优势之一是环保，通过监控水泥生产过程中的排放量，企业可对应采取措施保护环境，并且抑制生产过程中的有害气体产生，特别是水泥生产中氮氧化物的排放自动化能做的虽然只是监控，但可以让水泥企业通过监控所得数据“对症下药”，有的放矢地采取应对和调整措施

三、自动化技术在水泥工业生产的新趋势

1、自动化技术的互补与渗透DCS、PLC.IPC是自动控制领域的三大支柱，它们之间竞争激烈，但又取长补短和相互渗透，相互融合，于是形成为了具有混合控制策略的PLC/DCS混合系统HCS某咨询集团把其称之为PAC.水泥行业作为较典型的流程工业决定了其开关量逻辑控制的主导地位，同时摹拟量的处理多为简单的显示和给定，控制回路基本上为并不复杂的单回路调节，这些特点适合于HCS的应用目前市场以PLC为主导地位的Siemens、Schneider、Rockwell等公司纷纷推出的具有混合控制策略的PLC/DCS混合系统HCS已作为主导产品在水泥行业推广，并取得不俗的业绩混合系统HCS的主要特点是构建一个公共的、集成的开辟环境，提供通用开辟平台、共用标签和单一数据库，以满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，减少系统升级带来的开消它支持IEC61158等现场总线国际标准以实现高度分散的自动化环境，也支持事实上的工业以太网标准，可方便地和上一级的ERP、MIS、MES集成

2、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机式今后的人机界面已不仅仅局限于SCADA以及编程、监控和诊断等，在工业自动化领域，人机界面可以为操作和管理人员提供越来越多的信息，功能强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以及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媒介通过驱动器或者OPC来驱动各种I/O模块，总之人机界面已演变为一个完整的系统某水泥集团MES的运营，集团化管理的控制主要依靠是多种人机界面，通过OPC实现了集团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

3、变频器性能更加扩展变频器的应用领域已从常规的风机、泵类等拓展到输送、喂料机械等，在行业应用面上也越来越广，于是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、能够补偿负荷变化的自适应、调谐技术，特殊是分布式具有通信、联网功能和集成PLC的高端变频器另一方面是简易或者专用的变频器，以及机电一体化的变频器就开展控制技术而言，DTC直接转矩控制、无传感器矢量控制是发展方向目前速度响应约为2ms电流响应能达到

0.1〜

0.5ms.速度调节的发展趋势是提高速度的控制精度，普通在闭环时，对应于全范围，调速比为1100或者更高时，速度控制精度高达

0.05%此外变频器性能在低速时的过载能力，稳定的、四象限运行能力以及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、输送设备、喂料机械等已广泛应用，如何在低速时经受较大的过载转矩，提高中压变频器的性价比是对创造商提出的课题Siemens公司推出罗宾康中压变频器作为中压变频器的首选方案将有助于性价比的提高除上述领域外，在自动化领域特殊引起关注的，还有射频识别技术RFID的突起，它促使机器视觉及其系统的迅速发展；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创造业，为提高生产效率，降低运行成本是极其有利的另一热点是工业以太网的突破性发展，使工业控制的三层网络更能无缝连接，并能与IT世界相通自动化技术的发展将使我们能尽快实现节能、环保、安全、高效这四大目标。