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我国水泥自动化生产水平迈上新台阶

2015-7-20 10:06:21    :  数据支持:临沂砂浆    临沂水泥    预拌砂浆

继9月12日国务院全文下发《大气污染防治行动计划》后,作为“十二五”落后产能淘汰任务的21个重点行业之一,水泥行业首当其冲,加快了节能环保的脚步。

  在此之前,节能、环保、安全、高效也一直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紧密相连的。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。

  保证安全前提 保障有序生产

  当前,自动化技术在我国工业领域的应用十分广泛,除水泥行业外,石化、电力、钢铁、冶金、造纸、有色金属等工业行业也是自动化技术的受众。自动化技术之所以受到众多工业行业的青睐,首先是基于安全生产的保障。

  在科学技术高速发展的今天,安全生产越来越引起行业和企业的关注,并已成为衡量现代工业的重要指标。加之我国安全事故多发,其意义更为重要。国内水泥企业现在越来越重视运用自动化,也是基于大规模生产必须用自动化技术来提高劳动生产率,以保证安全、有序生产的需要。

  自动化控制系统主要考虑的安全有电气安全、防爆安全、信息安全和功能安全。信息安全是指由于信息泄密、黑客入侵等系统的安全性;功能安全是指控制系统所执行的安全功能失效引起的可能危险。目前已相继出台的国际标准有IEC61508—电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全标准,IEC61511—关于过程工业领域安全仪表系统的功能安全标准,一般以整体安全等级SIL来评估风险程度,共有4级,安全等级SIL越高,风险就越低。

  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,要特别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。

  针对以上情形,在自动化领域内现今纷纷出台了相应的标准产品,如Siemens的故障安全容错S7F/FH系统,Rockwell的Gruard PLC等,有的公司则配置专用的安全模块和相应的组态软件,并由被动的维护、诊断发展到预防性安全措施,与此相适应的是许多安全协议也纷纷出台,如PROFIsafe、CIPsafety等。

  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。

  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。

  中国建材、中国中材、海螺(295.04元/吨,-0.14%)水泥、山水、冀东(290.67元/吨,0%)、华新(343.75元/吨,0%)、华润(325.71元/吨,0%)、金隅(327.5元/吨,0%)、亚泰(392.5元/吨,0%)台泥(336.67元/吨,0%)等大型水泥企业在现有的水泥生产线上应用数字化控制系统(DCS/PLC)配置的同时,还在过程控制级(PCS)的上端增加了制造执行系统(MES)层,并正在策划和运作ERP,即企业资源规划和管理层。

  作为企业管控衔接的核心环节,MES可谓管理信息系统和生产过程控制系统的纽带。其制造执行系统包括有生产管理系统、质量控制系统、采购管理系统、仓库管理系统、销售子系统、设备管理系统、财务管理系统、能源管理系统、环保检测系统、安全管理系统、办公自动化管理系统和综合管理子系统等,上述水泥企业通过这些子系统来逐步实现“管控一体化”。

  当今水泥市场供大于求,且产能过剩、竞争激烈,而一些大水泥集团由于初步实现了MES的运营,其集团化管理的控制力和执行力明显提高,精细化运行方式使得物流成本和原材料成本得到控制,实现了综合效益的大幅增长。

  但个别企业的成功案例并不代表着MES的完美无缺,水泥生产是连续性很强的流程工业,其生产实时性,季节性强,品种又较单一,生产中干扰因素多,并且基本不以订单来计划生产,所以一些专业软件公司开发的MES软件往往不能完全适应水泥行业。水泥企业大多是自己在开发MES,集团之间信息透明度还不够,正在运营的MES,应该还是初期的,同时要把生产调度和企业领导的决策统一成为真正的企业管理级(ERP)还需要进一步开发。”

  究其主要问题,大多数水泥企业对工业控制系统、部分管理系统如财务和销售等较为重视,通常对生产环节的管理信息化重视不够,故未能实现综合的业绩指标。应借鉴国外一些大型建材企业的研究应用经验,以不断进步和完善相关系统。

  监控水泥生产 助动环保“手术”

  作为大气污染治理的责任主体,《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治理技术,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。

  自动化技术的第四点优势是环保,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,尤其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。

  作为智能化、数字化的精密操作技术,自动化技术不存在安全隐患。安全隐患主要存在生产中,自动化技术是对这些安全隐患进行监控,避免安全隐患的出现。不过,正由于自动化技术的高科技,操作人员的要求也相应提高了。自动化系统在操作过程中主要通过屏幕监控,并且需要处理一些突发状况,所以对操作人员的专业要求相对较高,这也是为了保证自动化技术更好的在生产过程中发挥作用。

  未来应联姻工艺 力求提效化繁

  数字化智能型控制技术是“二代干法”八大特征技术体系之一,运用模糊逻辑、神经网络理论和模型预测控制技术,将自动化智能化技术融入水泥企业的生产和管理全过程,实现对安全生产、产品质量、物耗能耗、环保排放、物流和成本管理等全方位的智能化管理,整体提升控制力和运营效益。

  随着国家宏观经济方针的战略性改革调整,水泥产能过剩,水泥工业发展将不如过去,但IT技术、通讯技术、传感器技术将会以更快速度发展,也一定会推动中国水泥工业自动化水平更进一步发展和提高,以尽快实现节能、环保、安全、高效这四大目标,同时由于EPC项目将在未来几年中占据主导地位,自动化将推动世界水泥工业自动化的发展和提高。

  与此同时,我们还应该审视自身不足,比如在软件研发上,我们应该重视创新,致力于提高精度和准确度,并且保证产品质量。在水泥工业上,则应该尽量把自动化跟工艺联系起来,使工艺设备更加简单,更加有效。未来自动化技术要往体积更小、效率更高、性价比更好等方面发展。




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