水泥機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

潘春偉

（惠州塔牌水泥有限公司，廣東 惠州 516820）

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的概念

1.1 特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)效率也在逐步提高，傳統(tǒng)人工機(jī)械化操作被機(jī)械自動(dòng)化操作取代不可避免，以前一個(gè)工廠需要上千名員工來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作作業(yè)，雖然人海戰(zhàn)術(shù)一定程度上保證了產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量，但也存在一些問(wèn)題：需要時(shí)刻警惕操作員人身安全，人工失誤無(wú)法避免，大量人力浪費(fèi)也在一定程度上拉緩了社會(huì)發(fā)展的速度。應(yīng)運(yùn)而生的機(jī)械自動(dòng)化能很好地解放勞動(dòng)力，通過(guò)電腦操作避免人與機(jī)械的直接接觸，實(shí)現(xiàn)了全機(jī)械作業(yè)，降低了失誤，也保證了員工的人身安全，改變了傳統(tǒng)工廠對(duì)人力依賴的生產(chǎn)方式，大大提升了生產(chǎn)效率。

1.2 環(huán)保性、安全性與效率性

首先是環(huán)保性。傳統(tǒng)機(jī)械制造設(shè)計(jì)對(duì)于操作人員專業(yè)技能要求極高，以此來(lái)保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性，但人為操作難免會(huì)有失誤，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)報(bào)廢的情況，造成資源的浪費(fèi)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)電腦程序控制全作業(yè)流程，降低了失誤發(fā)生概率，同時(shí)在實(shí)施過(guò)程中能夠節(jié)約資源、減少?gòu)U物和廢氣排放，為環(huán)保貢獻(xiàn)一份力，提升了行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。

其次是安全性。相比于傳統(tǒng)機(jī)械操作的全手工作業(yè)，機(jī)械自動(dòng)化條件下工人利用電腦遠(yuǎn)程控制即可完成作業(yè)流程。傳統(tǒng)機(jī)械操作事故傷亡事件時(shí)有發(fā)生，威脅著工人們的生命安全。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系統(tǒng)中，能夠通過(guò)電腦設(shè)計(jì)程序自主檢驗(yàn)設(shè)備，一旦機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障，操作人員可第一時(shí)間獲悉，這樣既保障了操作安全，又提升了生產(chǎn)效率，避免了某處環(huán)節(jié)失誤導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)報(bào)廢的情況發(fā)生。

第三是效率性。企業(yè)在市場(chǎng)條件下參與競(jìng)爭(zhēng)的最主要目的是為了獲得最大的收益。傳統(tǒng)機(jī)械制造需要投入大量人力，操作流程復(fù)雜。企業(yè)生產(chǎn)效率很難提高，大量的人力資源也在消耗著企業(yè)的人力成本。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)成本，縮短水泥制造環(huán)節(jié)的時(shí)間，其安全性與環(huán)保性的特點(diǎn)，也可間接減少突發(fā)事件的開(kāi)支以及廢氣廢水污染治理的費(fèi)用支出，能夠讓企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下保持良性的競(jìng)爭(zhēng)力。

2 水泥生產(chǎn)線集散自動(dòng)化控制技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 水泥企業(yè)對(duì)生產(chǎn)線集散自動(dòng)化設(shè)計(jì)和控制管理技術(shù)水平的分類

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的水泥企業(yè)對(duì)生產(chǎn)線集散自動(dòng)化和控制的技術(shù)水平大致分成下列幾類:（1）目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的水泥公司設(shè)計(jì)和使用的都是一種集散自動(dòng)化設(shè)計(jì)和控制生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。（2）國(guó)內(nèi)水泥公司一般運(yùn)用的都是PLC、PLDCS等集散自動(dòng)化控制管理體系，全面負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和調(diào)控國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線設(shè)備、控制生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理及其實(shí)施情況，總的來(lái)說(shuō)，該自動(dòng)化控制生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)在整體技術(shù)性能上處于國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線行業(yè)的技術(shù)前列。（3）當(dāng)?shù)谝淮詣?dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)誕生之后，水泥的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)便迎來(lái)了歷史性的重大設(shè)備和技術(shù)管理變革，計(jì)算機(jī)將對(duì)國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和實(shí)施情況進(jìn)行一個(gè)全方位的分析和控制。

2.2 國(guó)內(nèi)大中型水泥企業(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化分布生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.2.1 PLDCS分布控制管理系統(tǒng)的性能特點(diǎn)

PLDCS分布生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)在大中型水泥行業(yè)學(xué)術(shù)界又被廣泛稱為計(jì)算機(jī)分布生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)，與以往的計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)大中型水泥企業(yè)生產(chǎn)分布控制管理系統(tǒng)的應(yīng)用相比，DCS分布管理系統(tǒng)在國(guó)際上有著明顯的計(jì)算機(jī)性能和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，它既從根本上繼承了以往系統(tǒng)的主要性能和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，又充分靈活運(yùn)用了目前世界上其他新興的信息科技，確保了整個(gè)大中型水泥自動(dòng)化生產(chǎn)流程的安全、可靠與快捷，在水泥企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的提高和應(yīng)用方面，也成效顯著，它徹底地變革了傳統(tǒng)大中型水泥企業(yè)生產(chǎn)的分布控制管理模式，實(shí)現(xiàn)了大中型水泥自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的飛躍。近些年來(lái)，由于PLDCS強(qiáng)大的分布控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，普遍獲得了國(guó)內(nèi)大中型水泥生產(chǎn)企業(yè)的高度認(rèn)可和廣泛青睞。

2.2.2 PLC水泥生產(chǎn)線集散自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)

PLC這種集散式水泥生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的獨(dú)特之處主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):①直接借助于一臺(tái)計(jì)算機(jī)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)自動(dòng)調(diào)控部分設(shè)備和參數(shù)。②將整個(gè)水泥的生產(chǎn)單位借助于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)直接與設(shè)備相連成為多機(jī)一體，然后再借助計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制與水泥生產(chǎn)設(shè)備的連接處，對(duì)整個(gè)水泥生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)階段和環(huán)節(jié)的開(kāi)關(guān)量變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。③很多同時(shí)處在生產(chǎn)第一線的水泥生產(chǎn)設(shè)備，依舊需要計(jì)算機(jī)對(duì)其數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行自動(dòng)采集和調(diào)控。④一臺(tái)計(jì)算機(jī)會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)，采集現(xiàn)場(chǎng)情況反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，對(duì)整個(gè)水泥集散生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行即時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。這種基于水泥集散生產(chǎn)自動(dòng)控制的系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上具有一些新的技術(shù)特點(diǎn)，最典型的特點(diǎn)之一就是其生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性。其中有很多自動(dòng)控制的環(huán)節(jié)都與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有極強(qiáng)的適應(yīng)性和內(nèi)在聯(lián)系，由于計(jì)算機(jī)的邏輯處理和控制等對(duì)自動(dòng)控制的技術(shù)需求都比較高，如此一來(lái)， PLC系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)量的把控，就可以充分展示它極強(qiáng)的生產(chǎn)線自動(dòng)控制功能，更好地符合國(guó)內(nèi)中小水泥企業(yè)對(duì)生產(chǎn)線自動(dòng)控制的技術(shù)要求。隨著國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)PLC系統(tǒng)集成水泥控制自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的逐年成熟和進(jìn)一步優(yōu)化，它的響應(yīng)、運(yùn)算速度、穩(wěn)定性等，都明顯優(yōu)于DCS集散水泥控制自動(dòng)化系統(tǒng)。

3 水泥生產(chǎn)線全集成生產(chǎn)自動(dòng)化管理控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1 水泥生產(chǎn)線全集成智能化管理控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)水泥企業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造效率及其生產(chǎn)工藝各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率和安全性進(jìn)一步提升，將生產(chǎn)數(shù)控電子科技與我國(guó)水泥機(jī)械數(shù)控設(shè)備制造結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)機(jī)電數(shù)控設(shè)備制造業(yè)一體化快速發(fā)展將成為現(xiàn)實(shí)。伴隨著發(fā)達(dá)國(guó)家大型水泥企業(yè)生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)水平的進(jìn)一步提升，我們可以預(yù)見(jiàn)，今后的大型水泥企業(yè)必然是同時(shí)融合了水泥生產(chǎn)自動(dòng)化管理、信息安全自動(dòng)化管理、過(guò)程安全監(jiān)控和建立了自動(dòng)化的過(guò)程通信和管理網(wǎng)絡(luò)，如此，能夠及時(shí)、有效保證水泥產(chǎn)品的技術(shù)性能和服務(wù)質(zhì)量，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和企業(yè)盈利管理效益的最大化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。

3.2 水泥廠智能化應(yīng)用普及

（1）結(jié)合了人工智能的軟硬件技術(shù)對(duì)水泥的生產(chǎn)管理進(jìn)行規(guī)劃協(xié)調(diào)，完成高效率的生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程，水泥廠從勞動(dòng)密集型行業(yè)逐步走向可視化，降低企業(yè)人力成本，降低消耗，提高企業(yè)產(chǎn)能。

（2）工業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、生產(chǎn)智能控制系統(tǒng)、水泥廠巡檢機(jī)器人、工廠人員定位系統(tǒng)和車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)等多項(xiàng)水泥高科技產(chǎn)品，在協(xié)作水泥業(yè)主單位運(yùn)行時(shí)，將明顯提高各工序水泥生產(chǎn)效率和水泥成品品質(zhì)，使整個(gè)水泥生產(chǎn)體系更透明，生產(chǎn)監(jiān)控更智能高效。

（3）通過(guò)精準(zhǔn)的衛(wèi)星GPS定位系統(tǒng)對(duì)水泥車(chē)輛行駛路線進(jìn)行規(guī)劃和測(cè)量，綜合智能分析油耗的智能化模塊，可將加油記錄、GSP行車(chē)軌跡、路線管理等基礎(chǔ)功能定制化報(bào)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)油箱的油量監(jiān)控，動(dòng)態(tài)分析傳感器在介質(zhì)中各種參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行精確補(bǔ)償，從而為客戶提高運(yùn)輸效率、節(jié)約車(chē)輛維護(hù)費(fèi)用提供決策支持。未來(lái)水泥廠智能化管理技術(shù)就像電腦的CPU一樣能夠不斷提高。

4 結(jié)論

目前，國(guó)家水泥生產(chǎn)線自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的技術(shù)進(jìn)步， 但是，在該設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)比還有很大差距，需要不斷提升水泥生產(chǎn)線設(shè)備自動(dòng)化程度，積極引入新型自動(dòng)化技術(shù)，打開(kāi)水泥自動(dòng)化生產(chǎn)新局面。