2013年6月15日，第六屆中國水泥信息化與自動化高峰論壇在江蘇南京舉行，中國硅酸鹽學(xué)會自動化分會秘書長李江以《水泥工業(yè)自動化前沿技術(shù)概況》為題發(fā)表演講。

中國硅酸鹽學(xué)會自動化分會秘書長 李江

　　隨著新型干法水泥工業(yè)的不斷發(fā)展以及信息化智能化建設(shè)的持續(xù)推進，自動化技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)深入到水泥生產(chǎn)的各個方面，特別是近年來，計算機控制系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及高端檢測控制設(shè)備等最新技術(shù)手段的運用進一步解放了人力資源，為加強過程控制，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)資源綜合利用，提供了巨大幫助。那么，目前國內(nèi)水泥工業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展如何，是否能夠滿足日益激烈的市場競爭的需求，這些都是需要探討的問題。

　　水泥工業(yè)自動化包含了兩個重要內(nèi)容，一個是企業(yè)網(wǎng)，另一個是企業(yè)生產(chǎn)制造管理。作為一個企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來說，又分為工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)局域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)三個部分。而在企業(yè)的制造生產(chǎn)管理方面，最底層檢測驅(qū)動級，往上是過程和設(shè)備控制級，過程監(jiān)控級，生產(chǎn)管理級，最高層是企業(yè)管理級。這些管理層級以前是分離的，而隨著自動化技術(shù)的進步，現(xiàn)在更強調(diào)信息化，利用DOS、PRC以及現(xiàn)場總線系統(tǒng)實現(xiàn)上下信息的聯(lián)動，從而達到加強企業(yè)自動化控制的目的。

　　所謂水泥工業(yè)自動化前沿技術(shù)，實際上就是把水泥工業(yè)最主要的需求提煉出來，利用信息化來滿足這種需求，在為了滿足這種需求的過程中開發(fā)出來的最新的應(yīng)用。目前業(yè)內(nèi)關(guān)注的內(nèi)容主要可以分為水泥生產(chǎn)過程計算機控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展、生產(chǎn)過程自動化與生產(chǎn)管理、控制技術(shù)的發(fā)展、檢測技術(shù)的發(fā)展、在線仿真技術(shù)在水泥工業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用等六個方面。

　　一、水泥生產(chǎn)過程計算機控制系統(tǒng)

　　水泥生產(chǎn)過程計算機控制系統(tǒng)方面，目前強調(diào)的是控制系統(tǒng)功能的更強發(fā)揮，要實現(xiàn)這個目標(biāo)，首先需要解決的是控制點數(shù)量問題。目前，5000t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線，監(jiān)控點已經(jīng)提高到4000個，而隨著生產(chǎn)控制要素的提高，將來需要提高到5000點以上?？刂泣c缺少，直接影響企業(yè)生產(chǎn)信息量減少，對于加強企業(yè)生產(chǎn)控制將產(chǎn)生不利影響。

　　增加生產(chǎn)線控制點，可以實現(xiàn)更廣泛的過程控制，提高生產(chǎn)安全性，現(xiàn)場儀表和執(zhí)行器采用的控制效能都將大大提高。同時，利用生產(chǎn)過程中的計算機控制，將進一步加強控制功能，主要體現(xiàn)在推出更多的智能化分布式站點的同時主控制器的性能也會不斷加強。最后，采用各種先進的控制理論，直接融入控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)中集成標(biāo)準(zhǔn)化的控制模塊，將為用戶實現(xiàn)先進控制提供良好的平臺。

　　二、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展主要體現(xiàn)在現(xiàn)場總線技術(shù)與應(yīng)用、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用以及無線網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用四個方面。

　　1、現(xiàn)場總線技術(shù)與應(yīng)用。目前該技術(shù)比較成熟。部分制造企業(yè)已經(jīng)向市場提供了帶現(xiàn)場總線檢測控制接口的儀表和執(zhí)行器，大大提高了生產(chǎn)過程中的控制速度和共享的信息量，而隨著總線產(chǎn)品的應(yīng)用達到一定的規(guī)模之后，自動化運營成本包括一次性投資中的維護費用都會下降。

　　2、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。以太網(wǎng)與現(xiàn)場主線相比區(qū)別在于，以太網(wǎng)是基于超大規(guī)模應(yīng)用于各種場合的技術(shù)。水泥企業(yè)常用的工業(yè)電視，監(jiān)視器已經(jīng)不通過電纜來傳輸，而是通過以太網(wǎng)來實現(xiàn)。它的優(yōu)點在于，可以節(jié)省投資，而且為生產(chǎn)現(xiàn)場操作人員提供了及時準(zhǔn)確的信息，有利于查找事故原因，實現(xiàn)精細化操作。

　　3、互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。水泥工業(yè)中互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在水泥工廠遠程專家診斷與維護系統(tǒng)方面。目前，在水泥企業(yè)集團化和水泥專家服務(wù)集約化方面，有些企業(yè)已經(jīng)看到了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的優(yōu)勢并著力開展相關(guān)建設(shè)工作。

　　4、無線網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用。無線網(wǎng)包括局域無線網(wǎng)、工業(yè)無線數(shù)據(jù)監(jiān)測以及GPRS遠程管理系統(tǒng)。據(jù)了解，目前已經(jīng)有很多水泥企業(yè)將散裝車安裝GPRS定位，納入到生產(chǎn)管理當(dāng)中，發(fā)展較快的合肥院已經(jīng)將GPRS運用到煤磨管理當(dāng)中，并取得了顯著成效。

　　三、生產(chǎn)過程自動化與生產(chǎn)管理

　　生產(chǎn)過程自動化與生產(chǎn)管理是信息化融合強調(diào)的內(nèi)容，經(jīng)過近年來的發(fā)展已經(jīng)取得了不錯的成績，特別是隨著水泥企業(yè)計算機管理系統(tǒng)的應(yīng)用以及信息化建設(shè)的逐步深入，進一步推動了生產(chǎn)管理工作的現(xiàn)代化發(fā)展。而與此同時，隨著國家對環(huán)境建設(shè)工作的越來越重視，加強能效管理，減少資源浪費和污染物排放將成為企業(yè)自動化與生產(chǎn)管理面臨的重要課題。

　　四、控制技術(shù)的發(fā)展

　　先進控制技術(shù)在水泥生產(chǎn)中非常重要，對于提升水泥質(zhì)量，提高資源利用率，完善成本控制具有重要意義。事實上，雖然經(jīng)過了很多年的研究，但是熟料煅燒機理到現(xiàn)在也不是很透徹。滯后時間長、現(xiàn)場溫度高、高粉塵的惡劣環(huán)境，都影響到檢測的準(zhǔn)確性和控制的穩(wěn)定性，同時也加大了自動控制的難度。然而也因為有這些問題的存在，才為我們采用先進控制技術(shù)提供了條件。目前，多變面自適應(yīng)控制、神經(jīng)元及專家系統(tǒng)控制等等，這些技術(shù)都在一部分新型干法水泥企業(yè)中得到了應(yīng)用和實踐。隨著國家對水泥質(zhì)量的要求越來越高，對環(huán)境污染治理力度的不斷加強以及水泥工業(yè)市場化競爭的激烈，利用先進控制技術(shù)提升水泥質(zhì)量，提高資源利用率，完善成本控制將成為今后一段時間國內(nèi)水泥企業(yè)急需著力解決的問題。

　　五、檢測技術(shù)的發(fā)展

　　常規(guī)檢測儀表發(fā)展方面，筒體溫度掃描系統(tǒng)經(jīng)歷了一些時間的發(fā)展，由早期的部件掃面，轉(zhuǎn)角掃描到轉(zhuǎn)角線掃描，現(xiàn)在正在研發(fā)一種焦平面智能視屏監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)取得了一定的成績。料位儀表、流量檢測器、高溫計這些水泥工業(yè)中比較專用的常規(guī)儀表也都有發(fā)展，供應(yīng)商在不斷推出新的儀表來滿足水泥企業(yè)的需求。

　　在線物料化學(xué)成分分析儀的發(fā)展是最近業(yè)內(nèi)比較關(guān)注的內(nèi)容。就分類來講，在線物料化學(xué)成分分析儀有兩種，一種是中子活化放射源的在線分析儀，目前在國內(nèi)普及率相對較高；另外一種電控中子源在線物料成分分析儀，是在線物料分析儀發(fā)展的趨勢。后者在煤炭行業(yè)已經(jīng)得到了很成熟的應(yīng)用了，相信今后一段時間將會在水泥行業(yè)有所發(fā)展。在線物料化學(xué)成分分析儀的出現(xiàn)對于水泥行業(yè)發(fā)展的推動作用巨大，但是如何結(jié)合水泥工業(yè)實際需求加以充分利用，將是水泥企業(yè)需要重點思考的問題。

　　在線窯尾廢氣成份分析系統(tǒng)，其特點是在高溫環(huán)境下解決廢氣取樣問題。現(xiàn)在各種取樣方法已經(jīng)日益成熟，這種系統(tǒng)采用以后能大大提高窯的控制水平，提高熟料質(zhì)量和產(chǎn)量，延長耐火材料使用壽命，節(jié)省水泥粉磨電耗。

　　在線粒度分析儀技術(shù)在我國推廣的速度較為緩慢。在生產(chǎn)方面，在線粒度分析儀對粉磨工藝的提升具有重要作用，可以實時的監(jiān)控細粉料的粒徑分布和變化趨勢，控制產(chǎn)品質(zhì)量。隨著我國水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實施，對水泥質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，水泥細度和顆粒級配已經(jīng)越來越被企業(yè)所重視，在此背景下，推行在線粒度分析儀具有重要意義。與此同時，利用在線粒度分析儀配合水泥磨的運轉(zhuǎn)將大大提高能效水平，使生產(chǎn)線發(fā)揮最大的能力。

　　實驗室分析儀器綜合應(yīng)用，我國水泥企業(yè)和國外在檢測技術(shù)方面的差距主要體現(xiàn)于此?，F(xiàn)在水泥企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大，對樣品檢驗及時性要求也越來越高，從新型干法大型化，企業(yè)的集團化，講究效率方面而言，提高實驗室分析儀器的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)自動化檢測在未來將會有很大的發(fā)展空間。

　　六、在線仿真技術(shù)在水泥工業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用

　　在線仿真技術(shù)在水泥工業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用是近幾年來行業(yè)比較關(guān)心的技術(shù)。仿真技術(shù)的實施必須建立在大數(shù)據(jù)量以及歷史庫特別豐富的基礎(chǔ)上，只有這樣仿真和實際才能越來越符合，將在線監(jiān)測技術(shù)跟仿真技術(shù)相結(jié)合，將是今后行業(yè)研究的重點。

　　水泥工業(yè)自動化，是以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，以節(jié)能降耗綜合發(fā)展為基礎(chǔ)的發(fā)展戰(zhàn)略。而隨著水泥工業(yè)的不斷發(fā)展，對于自動化的要求也在不斷提高，反過來，自動化技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的創(chuàng)新，也能促進工藝的改進和提高，這個就是所謂的兩化深入融合?？傮w而言水泥工業(yè)的信息化和自動化關(guān)鍵要靠需求推動和技術(shù)促進，可以說自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢將無可限量，創(chuàng)造的社會效益和經(jīng)濟效益以及給水泥帶來的影響也不容低估。