水泥生产中粉磨过程优化控制系统的研究

王金鑫 刘彦博 李苗苗

（濮阳同力水泥有限公司 河南 濮阳 457000）

水泥生产中粉磨过程优化控制系统的研究

王金鑫 刘彦博 李苗苗

（濮阳同力水泥有限公司 河南 濮阳 457000）

本文在简要概述了水泥生产粉磨过程的基础上，详细研究了有关其优化控制系统的设计与实现的问题，并指出了一系列需要注意的问题想，以期能够为水泥生产领域工作人员提供参考。

水泥生产；粉磨过程；优化控制系统

前言：粉磨过程是水泥生产中的重要环节，这一过程是否能够得到优化控制在很大程度上决定着整个水泥生产过程的水平。粉磨过程优化控制系统在计算机技术的支持下产生，以此为基础实现水泥生产，对于生产效率的提高具有重要价值，因此有必要针对这一系统进行研究。

1 水泥生产粉磨过程概述

对于水泥生产而言，粉磨过程的存在十分重要，所谓的粉磨过程主要指的是通过外力的作用使固体物料的内聚力破坏，并使其最终破碎的过程。这一过程的主要特点在于能连消耗大，且作业效率低，上述特点使得粉磨过程成为了水泥生产领域重点关注并急需解决的一项问题。相对于水泥生产过程而言，粉磨过程的耗电量如下所示[1]：

表1 水泥生产各环节耗电比例

从表1中可以看出，水泥粉磨过程的耗电比例在水泥生产各环节中相对较大，这对于水泥生产过程成本的优化十分不利，同时也会对水泥生产企业经济效益的提高造成阻碍，因此必须加大力度对粉磨过程进行优化。

2 水泥生产粉磨过程优化控制系统的设计与实现

优化控制系统的设计对水泥生产粉磨过程能耗的降低以及具体效率的提高具有重要意义，总的来说，系统的实现需要依靠DCS系统接口程序的编制、OPC接口与OPC服务器设置以及C++程序设计等的应用来实现[2]。

2.1 DCS系统

DCS（Distributed Control System）系统又称分布式控制系统，是在应用计算机技术的基础上所实现的一种系统，自这一系统出现之日其，便被广泛应用到了工业生产的各个领域当中，就目前的情况看，水泥生产领域也开始逐渐将这一系统投入使用[3]。DCS系统具有可靠性高、开放性强以及维护简单的特点。在设计过程中，需要对其控制功能进行分散，这样才能避免计算机本身出现故障而对控制过程造成的影响。另外，还需要将DCS系统的通信方式设计成为局域网通信方式，采取上述通信方式的优势在于能够有效的提高系统的开放性，对于系统功能的实现能够起到重要的支持性作用。构成系统的计算机要保证为小型计算机，这对于维护过程的顺利实现较为有利，同时也能够使故障发生时被及时的解决，避免对整个控制过程造成过于严重的不良影响。

2.2 OPC接口与OPC服务器设置

OPC（OLE for Process Control）本质上属于一种对象链接技术，将其运用到水泥生产的粉磨过程中，能够使控制过程更好的实现。在对OPC接口与OPC服务器进行设置的过程中，要将其模式设置为客户/服务器模式，并采用合理的通信标准，以使接口与服务器的功能能够顺利实现。另外，OPC客户与OPC服务器之间要保证能够实现一对多的连接，换句话说，前者要能够与数量较多的后者相连接，而后者同样能够实现这一过程。OPC通信结构图如下：

图1 OPC通信结构图

从图1中可以看出，OPC客户程序要与OPC服务器相连接，服务器要与DCS系统共同发挥功能，并通过与现场设备之间的连接而实现整个控制过程。在具体设计过程中，对操作系统的优化设置以及对程序优先权的设置较为重要，对此，设计人员必须加以重视，这样才能使系统功能更好的实现。

2.3 C++程序设计

C++语言是一种主要计算机语言，在程序设计过程中应用广泛，从水泥生产粉磨过程优化的角度分析，C++语言需要被应用到软件整体界面的设计以及程序功能的实现过程中。

C++语言应用于软件整体界面设计的意义主要在于对软件的操作与使用权限进行限制，一般而言，权限控制的实现主要通过用户名加密码的方式实现，在使用系统之前，有关人员必须输入用户名与密码，而系统则会对两者的匹配程度进行判断，并得出最终结论，判断该用户是否具有对软件系统的使用权限。

C++应用与程序功能的实现其过程相对复杂，包含的内容也相对较多，OPC接口程序的实现、数据的读入与显示以及控制器程序的实现均需要应用 C++语言来实现，这一点需要得到重视。

3 需要注意的问题

在水泥生产粉磨过程优化控制系统的设计与实现的过程中，需要注意的问题主要包括手动与自动的切换以及系统控制量的上下限幅问题。

首先，在对系统进行应用的过程中，利用手动或自动的方式均能够实现对系统的控制，根据实际粉磨过程情况的不同，要对手动与自动控制进行切换，在此过程中，必须保证切换的连续性，要避免系统被控量出现大幅度的波动。为达到这一效果，可以在系统中设置代码，具体代码设计过程较为复杂，需要技术人员重点完成。

其次，对系统控制量的上下限幅进行控制的意义在于将水泥生产粉磨设备的负荷承载能力控制在合理范围内，这是保证设备功能顺利实现的基础。具体设计过程同样需要通过编制代码来完成。

结论：

综上，为保证水泥生产粉磨过程的能耗量能够得到减少，以达到提高水泥生产效率的目的，有必要对优化控制系统应用，设计人员要从DCS系统接口程序的编制、OPC接口与OPC服务器设置以及C++程序等角度出发实现设计过程，同时要保证各环节功能实现的可靠性与连续性，以使系统功能能够最大程度的实现，最终到达优化控制粉磨过程的目的。

[1]吴星刚,苑明哲,于海斌.基于群体平衡的球磨机粉磨过程动态仿真[J].控制工程,2011,03:380-383+387.

[2]林小峰,钱哲,梁金波.立磨生料粉磨过程建模与优化设定[J].化工自动化及仪表,2016,02:154-158.

[3]赵计辉,王栋民,王学光.现代水泥工业中高效节能的粉磨技术[J].中国粉体技术,2013,04:65-71.

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