[00699012]水泥工业低成本集散控制系统研制

技术简介：在当今激烈竞争的环境当中，厂家在自动化系统的使用及投资方面不得不更多的考虑系统的原始投资成本和长期运行成本两个方面。他们必须考虑选择的控制系统是否具有真正的开放性和是否具有可以方便实现过程优化及在整个企业范围内信息流动的可配置性。谁也不愿意因为技术落后或者所使用的控制系统不能采用最新技术成果进行连续升级而被竞争对手甩在身后。应用于水泥企业的控制系统应该是综合了功能性、可靠性和可配置性的低成本的、具有容易维护特点的集散控制系统。这就要求用户必须选择开放性的、具有竞争力的、符合工业标准的计算控制平台和I/O子系统。采用通用的WINDOWS操作系统，及面向对象的组态技术的开放系统是解决此类问题的最佳方案。通过在每一个水平上都基于开放性的系统标准及功能构件的可升级的、容易配置的DCS系统的详尽设计，使成本、可靠性以及功能性全部得到保证。这些功能构件包括面向工程师和操作员的通用计算机平台，面向现场实时控制的的工业PC，和标准的PLC 或其它低成本的智能 I/O 子系统。在开放的前提下，以系统最优化为目标，通过对以上各功能构件在操作管理层面及现场控制层面上的全面集成，即可实现控制系统的低成本投资及运行。根据水泥生产工艺过程特点，以开放性为基础，在操作管理层面上以信息为核心将面向工程师和操作员的通用计算机平台、面向现场实时控制的工业PC进行全面集成；在控制层面上以现场总线通讯为核心将标准的PLC 或其它低成本的智能I/O子系统进行全面集成；用集成的技术方法研制了一套低造价的集散控制系统。该系统具有如下特点：水泥工业低成本集散控制系统真正实现了低成本，其投资仅为一般DCS系统的1/4到1/3甚至更低；水泥工业低成本集散控制系统实现了水泥生产的全线自动化，包括水泥生产过程各环节的自动控制；系统硬件设计，选择了以开放的MODICONMODBUS协议为核心，构成水泥工业低成本集散控制系统现场控制层的通讯网络；以开放的TCP/IP协议为核心，构成水泥工业低成本集散控制系统操作管理层的通讯网络；系统的软件设计在开放性的基础之上，以信息集成为核心，通过信息的采集、传递、处理，以实现对现场工况的实时操作与自动控制，达到生产过程最优化运行；利用FIX环境下的MBE、MB1驱动，建立数据库，以实现对现场控制子系统的集成；可与其他功能信息分系统(如报表系统、管理系统)进行数据交换，实现更全面的系统信息集成。2003年8月通过省科委组织的技术鉴定，鉴定结论是达到了水泥工业低成本集散控制系统的各项要求和指标，满足了实际生产的需要，具有显著的经济效益和社会效益。该成果填补了国内空白，在国际上处于先进水平。项目可行性论证及产业化发展前景：水泥作为当前国民经济十项支柱产业之一，也在该省国民经济中占据重要地位。为实现该省建材工业“由大变强，靠强出新”的战略目标，水泥企业必须自我改造，大力依靠技术进步使生产技术和产品质量再上一个新台阶。要提高水泥企业的产品竞争能力，要提高水泥企业的产品竞争能力，唯一的出路就是用电子技术、自动化技术武装传统产业，使企业不断增强对市场的应变能力，根据市场需求及时组织和调整生产，充分挖掘生产潜力，降低消耗，提高质量，确保安全，压缩库存，加速资金周转，实现生产过程和经营过程的整体优化然而中国除2000T/H以上水泥生产线外，大量的中小型水泥厂在80年代末和90年代初还无法使用DCS系统。造成这种状况的主要原因是DCS系统投资太高，如一条600T/H生产线引进DCS系统的价格高达几十万美元，这对中小型水泥厂来说是可望不可及的事情。随着计算机技术的飞速发展，DCS系统成本得以大幅度下降，但基本为国外产品，中小型水泥厂还难以接受其价格。该省除引进大宇水泥公司、三菱水泥公司使用DCS系统外，国产生产线只有山东水泥厂等少数厂家使用DCS系统。因此，研制一套低成本的适用于水泥生产过程的DCS系统是十分迫切的任务。鉴于以上情况，课题组以计算机技术、自动化技术及信息技术为依托，在保证性能要求和产品品质的前提下，结合水泥工业的工艺特点及控制要求，利用工业计算机、PLC等设备，用集成的方法研制了一套适合于水泥生产过程及流程工业的低造价的集散控制系统及开发平台。应用的产业领域及范围：该成果可在国内外水泥行业推广应用。而且可应用到冶金、化工等行业的生产线自动控制系统中。规模与投资：90万元。市场与成本效益分析：该成果一方面可以提高产品的质量产量，加强该厂产品的市场竞争能力，另一方面可以产生明显的经济效益和社会效益。若在一个日产600吨熟料的水泥厂应用，产量可提高15%，节煤、节电，节省材料消耗，厂方每年可增经济效益470万元。全国水泥企业有6000多家，若该成果在全国推广应用，其经济效益和社会效益将十分显著。