浅谈水泥厂中的电气自动化技术

李小飞 卢乐 吕昊

【摘 要】传统水泥工业是一个高能耗、高污染的资源性工业，改革开放40年来，水泥工业从技术、产品质量、装备方面都得到了巨大发展，为使我国水泥工业更好地适应我国国民经济的发展和改革开放同时参与国际市场竞争的需要，实现水泥工业由“粗放型”向“集约型”转变，必须在水泥工业发展中加大采用新技术、新装备的力度，促进水泥装备大型化的进程。

【关键词】水泥厂；电气自动化；PLC系统

水泥厂电气自动化系统的安全和稳定直接影响着企业的正常生产运行，所以通过对电气自动化系统的接地和防雷技术研究可以很好的提高企业的生产效率，保证企业的安全生产，在我国诸多的水泥厂企业中，电气室间的彼此距离相对要小，在进行生产过程中，每一个接地装置要想分开较为困难，这样会引起雷电流的侵害，对.水泥厂的正常运行有一定的影响，所以一定要对电气自动化的接地和防雷技术进行优化和改进，对系统中存在的接地问题进行深人研究，确保企业的电气能够正常的运行。

一、PLC系统

现代工业技术主要采用这几种方式，一般为SCADA、DCS、PLC。国内自来水厂各产站系统主要采用DCS和PLC组成的分布式控制系统。经过多年的发展，以PLC组成的控制系统的功能及计算能力已接近DCS系统的水平，价格比DCS系统低廉，而且开发相对来说比较简便。早期的工程师多将PLC应用在现场的控制面，可在取代继电器控制线路，存储程序指令等方面提供很多便利，但是会受到通讯网络的局限。随着时代的改变，PLC系统在原有的CHJ模板基础上发展了新的物理层RS232、RS422及RS485的基础接口，同时也渐渐增多了一些其他类型的通讯接口，通讯网络也日趋完整。由于数据通讯技术的快速发展，用户对开放性有着更高的需求，同时飞速发展的还有以太网技术和现场总线技术。所以基于PLC基础的PCS系统比原DCS有着更高的开放性。现在罗克韦尔公司己经研发出了多种网络总线系统：EtherNet、ControlNet、Asi等现场总线。西门子除了在Profibus-FMS网络及Profibus-DP通讯网络之外，还研发出了S7-Routing通讯网络，即Profibus-DP和IndustrialEnternet。PLC厂商在其原有设备基础上提供专用通讯模块增强了其通信组网能力，但对于复杂的网络结构，多媒体的通信要求仍显得力不从心。

二、水泥工业电气自动化新技术

信息的核心是信息网络，在当今自动化领域内，从现场层到管理层可经由以太网实现信息的畅通无缝流通；把生产过程参数、质量、调度、备品备件、销售、财务、人事档案乃至管理决策纳入MIS网络，使工厂的生产控制和经营活动有机地结合在一起，实现现代化的科学管理；人机操作界面要便于故障的监测；对生产规模越大的生产线，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；控制系统由集中向分散化发展；局部采用无线传输技术，既节约能源，又减少配线和维护费用；在工艺要求调速的许多环节，如回转窑、单筒冷却机、输送设备、风机、水泵、空压机等，以交流变频调速取代调压调速、滑差调速以及直流调速；现场总线是用于现场仪表与控制系统之间的一种开放、全数字化、双向、多站的通讯系统，也必将成为水泥工业未来的发展趋势[1]。

三、防止感应雷和直击雷的重要技术

一般而言，在所有的水泥厂企业中，对于高于二十米以上的建筑都应该具有防雷装置，而且需要在电气室内配备相关的控制设备和仪表，通过对雷电的监控进行实时的保护，不过这种分散设备和仪器易于遭受雷击，需要做好相应的防雷措施，目前，我国有诸多的水泥厂企业都存在着雷电波损坏的事故，要想防止相关事故的发生，应该在设计相关设备和仪表电缆等过程中，将电源线远离避雷，引人地下线，保证接地体和总接地端的连接，尽可能的减少控制设备对点位的影响，此外，对于水泥厂来说，应该利用光纤电缆进行通讯[2]。

四、网络技术

现场总线兴起于20世纪90年代，它将当今网络通信与管理的观念带入工业控制领域。现场总线的本质是数字通信协议，是智能现场设备与自动化控制的常用通信方式之一，现场总线技术由控制技术、仪表技术和计算机网络技术结合而成，代表了今后工业控制体系发展的一种方向。为了更好的使现场总线兼容各种系统，标准化工作至关重要。目前IEC和ISO分别在进行国际现场总线的标准化工作。国际标准化组织为现场总线制定的标准是TC22，其中影响最大的为ISO11898：1993，即道路车辆数字信息交换一高速通信的控制器局域网。水厂中对现场总线的应用主要取决于其采用的PLC。由于现场总线本身存在问题，而以太网技术已广泛应用于各大领域，于是其寄希望于以太网来解决相互通信与控制的问题。为了更加贴近工业生产实际情况，许多公司和组织相继提出各种改良方案，用以解决工业以太网实时性的相关问题。进而诞生了实时以太网。各种方案的以太网标准，其基本宗旨是一致的，即：第一，以高速工业以太网为主干，采用TCP/IP协议；第二，尽量利用己有的标准和协议；第三，基于开放网络和分布智能结构，实现企业的横向和纵向集成[3]。

五、上位机技术

水厂通常使用SCADA系统，其在数据的采集和远程监控方面有着不俗的能力SCADA系统集控制、计算机、网络和通信技术于一体，能胜任对各分散的测控点的设备进行实时的数据采集，同时能对生产过程实时监控，并为安全高效的生产管理以及事故原因的判断提供数据支持。通常，SCADA系统指的是计算机的一种具有分布式特点的测控系统，在测控分散的测控点和对范围十分广泛的生产过程和生产设备的监控有着很好的效果。现场多数情况下是可以無人值守或少人值守。

六、结论

综上所述，水泥厂对我国社会经济的发展有着重要的作用，电气自动化系统作为水泥厂的重要一部分，其是否正常运行关乎企业的生产运营。大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化、系统网络化和管理信息化的方向发展。现场总线技术、网络技术和信息技术的发展，使得现场层更加深入到测控设备核心，管理层由生产管理向企业总体资源规划发展，从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境。因此，需要提高水泥企业的自动化水平，走进市场，寻求管理模式的突破，使电气自动化技术发挥其应有的作用。

【参考文献】

[1]王瑶，余唯扬，马婷.浅谈接地技术和防雷技术在水泥厂电气自动化系统的应用[J].四川水泥，2018（09）：18.

[2]郭庆军.水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术分析[J].科技展望，2014（19）：146.

[3]忻怡，蒋忠民，郭腾云，闫光启，许文杰，高国防.水泥厂电气自动化施工技术管理浅谈[J].河南建材，2006（02）：50-51.