[原創(chuàng)]張衛(wèi)民：自動(dòng)化確保水泥生產(chǎn)安全、高效、節(jié)能、環(huán)保四管齊下

　　繼9月12日國(guó)務(wù)院全文下發(fā)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》后，作為“十二五”落后產(chǎn)能淘汰任務(wù)的21個(gè)重點(diǎn)行業(yè)之一，水泥行業(yè)首當(dāng)其沖，加快了節(jié)能環(huán)保的腳步。

　　在此之前，節(jié)能、環(huán)保、安全、高效也一直是所有水泥企業(yè)必須面對(duì)的課題，而自動(dòng)化技術(shù)和這四大目標(biāo)又是緊密相連的。因此，以信息技術(shù)改造水泥行業(yè)，以信息化推進(jìn)自動(dòng)化，自動(dòng)化再促使節(jié)能、環(huán)保、安全、高效四大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，已成為水泥行業(yè)的業(yè)界共識(shí)。

　　保證安全前提 保障有序生產(chǎn)

　　當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，除水泥行業(yè)外，石化、電力、鋼鐵、冶金、造紙、有色金屬等工業(yè)行業(yè)也是自動(dòng)化技術(shù)的受眾。中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)、自動(dòng)化專(zhuān)家張衛(wèi)民介紹，自動(dòng)化技術(shù)之所以受到眾多工業(yè)行業(yè)的青睞，首先是基于安全生產(chǎn)的保障。

　　在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，安全生產(chǎn)越來(lái)越引起行業(yè)和企業(yè)的關(guān)注，并已成為衡量現(xiàn)代工業(yè)的重要指標(biāo)。加之我國(guó)安全事故多發(fā)，其意義更為重要。國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)現(xiàn)在越來(lái)越重視運(yùn)用自動(dòng)化，也是基于大規(guī)模生產(chǎn)必須用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，以保證安全、有序的生產(chǎn)的需要。

中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)張衛(wèi)民

　　張衛(wèi)民介紹，自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要考慮的安全有：電氣安全、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、黑客入侵等系統(tǒng)的安全性；功能安全是指控制系統(tǒng)所執(zhí)行的安全功能失效引起的可能危險(xiǎn)。目前已相繼出臺(tái)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有IEC61508-電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，IEC61511-關(guān)于過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，一般以整體安全等級(jí)SIL來(lái)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)程度，共有4級(jí)，安全等級(jí)SIL越高，風(fēng)險(xiǎn)就越低。

　　近幾年，我國(guó)水泥行業(yè)已大范圍的采用了新型水泥干法工藝，這是一種連續(xù)性很強(qiáng)的工藝過(guò)程，并已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的順序和連鎖控制。張衛(wèi)民認(rèn)為，新型干法工藝的安全等級(jí)是比較高的，為進(jìn)一步提高整體安全等級(jí)，必須增強(qiáng)故障診斷環(huán)節(jié)，人機(jī)操作界面也要便于故障的監(jiān)測(cè)。對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模更大的生產(chǎn)線(xiàn)，如日產(chǎn)萬(wàn)噸熟料的生產(chǎn)線(xiàn)系統(tǒng)配置則要提高冗余度。同時(shí)必須高度關(guān)注信息安全，要特別增強(qiáng)煤磨車(chē)間的防爆安全等級(jí)，對(duì)于設(shè)置低溫余熱發(fā)電的企業(yè)，整體安全等級(jí)SIL要高于一般企業(yè)。

　　針對(duì)以上情形，在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)今紛紛出臺(tái)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如Siemens的故障安全容錯(cuò)S7F/FH系統(tǒng)，Rockwell的Gruard  PLC等，有的公司則配置專(zhuān)用的安全模塊和相應(yīng)的組態(tài)軟件，并由被動(dòng)的維護(hù)、診斷發(fā)展到預(yù)防性安全措施，與此相適應(yīng)的是許多安全協(xié)議也紛紛出臺(tái)，如PROFIsafe、CIPsafety等。

　　“我們國(guó)家的自動(dòng)化水平在國(guó)際上也不錯(cuò)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在國(guó)際上的水泥企業(yè)的水泥項(xiàng)目70%-80%都是由中國(guó)的工程企業(yè)承接的，比如中材國(guó)際?！闭劶拔覈?guó)的自動(dòng)化技術(shù)，這位自動(dòng)化專(zhuān)家的自豪之情溢于言表。

　　簡(jiǎn)化工藝流程 提高工作效率

　　在這個(gè)信息產(chǎn)生價(jià)值的時(shí)代，國(guó)內(nèi)一些大型水泥企業(yè)在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇的壓力下，也緊跟起了信息化的潮流，繼而推進(jìn)自動(dòng)化的發(fā)展。而除安全生產(chǎn)外，自動(dòng)化技術(shù)的其中兩個(gè)優(yōu)勢(shì)便是節(jié)能、高效，用以助力作為流程工業(yè)的水泥工業(yè)在工藝流程上更為簡(jiǎn)潔有效，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上，大大提高工作效率。

　　張衛(wèi)民介紹，中國(guó)建材、中國(guó)中材、海螺水泥、山水、冀東、華新、華潤(rùn)、金隅、亞泰、臺(tái)泥等大型水泥企業(yè)在現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用數(shù)字化控制系統(tǒng)（DCS/PLC）配置的同時(shí)，還在過(guò)程控制級(jí)（PCS）的上端增加了制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）層，并正在策劃和運(yùn)作ERP，即企業(yè)資源規(guī)劃和管理層。

　　作為企業(yè)管控銜接的核心環(huán)節(jié)，MES可謂管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的紐帶。其制造執(zhí)行系統(tǒng)包括有生產(chǎn)管理系統(tǒng)、質(zhì)量控制系統(tǒng)、采購(gòu)管理系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、銷(xiāo)售子系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、環(huán)保檢測(cè)系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)和綜合管理子系統(tǒng)等，上述水泥企業(yè)通過(guò)這些子系統(tǒng)來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)“管控一體化”。

　　當(dāng)今水泥市場(chǎng)供大于求，且產(chǎn)能過(guò)剩、競(jìng)爭(zhēng)激烈，而一些大水泥集團(tuán)由于初步實(shí)現(xiàn)了MES的運(yùn)營(yíng)，其集團(tuán)化管理的控制力和執(zhí)行力明顯提高，精細(xì)化運(yùn)行方式使得物流成本和原材料成本得到控制，實(shí)現(xiàn)了綜合效益的大幅增長(zhǎng)。

　　但個(gè)別企業(yè)的成功案例并不代表著MES的完美無(wú)缺，張衛(wèi)民分析：“水泥生產(chǎn)是連續(xù)性很強(qiáng)的流程工業(yè)，其生產(chǎn)實(shí)時(shí)性，季節(jié)性強(qiáng)，品種又較單一，生產(chǎn)中干擾因素多，并且基本不以訂單來(lái)計(jì)劃生產(chǎn)，所以一些專(zhuān)業(yè)軟件公司開(kāi)發(fā)的MES軟件往往不能完全適應(yīng)水泥行業(yè)。水泥企業(yè)大多是自己在開(kāi)發(fā)MES，集團(tuán)之間信息透明度還不夠，正在運(yùn)營(yíng)的MES，應(yīng)該還是初期的，同時(shí)要把生產(chǎn)調(diào)度和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的決策統(tǒng)一成為真正的企業(yè)管理級(jí)（ERP）還需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)?！?

　　究其主要問(wèn)題，張衛(wèi)民認(rèn)為，大多數(shù)水泥企業(yè)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)、部分管理系統(tǒng)如財(cái)務(wù)和銷(xiāo)售等較為重視，通常對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理信息化重視不夠，故未能實(shí)現(xiàn)綜合的業(yè)績(jī)指標(biāo)。應(yīng)借鑒國(guó)外一些大型建材企業(yè)的研究應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以不斷進(jìn)步和完善相關(guān)系統(tǒng)。

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　　監(jiān)控水泥生產(chǎn) 助動(dòng)環(huán)?！笆中g(shù)”

　　作為大氣污染治理的責(zé)任主體，《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》要求水泥企業(yè)在地方政府統(tǒng)領(lǐng)下，要按照環(huán)保規(guī)范要求，加強(qiáng)內(nèi)部管理，增加資金投入，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和治理技術(shù)，確保達(dá)標(biāo)排放，甚至達(dá)到“零排放”；要自覺(jué)履行環(huán)境保護(hù)的社會(huì)責(zé)任，接受社會(huì)監(jiān)督。

　　張衛(wèi)民提到的自動(dòng)化技術(shù)的第四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)就是環(huán)保，通過(guò)監(jiān)控水泥生產(chǎn)過(guò)程中的排放量，企業(yè)可對(duì)應(yīng)采取措施保護(hù)環(huán)境，并且抑制生產(chǎn)過(guò)程中的有害氣體產(chǎn)生，尤其是水泥生產(chǎn)中氮氧化物的排放?！白詣?dòng)化能做的雖然只是監(jiān)控，但可以讓水泥企業(yè)通過(guò)監(jiān)控所得數(shù)據(jù)‘對(duì)癥下藥'，有的放矢的采取應(yīng)對(duì)和調(diào)整措施?！睆埿l(wèi)民補(bǔ)充道。

　　作為智能化、數(shù)字化的精密操作技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)是否存在自身的安全隱患呢？張衛(wèi)民給中國(guó)水泥網(wǎng)記者吃了一記“定心丸”：“自動(dòng)化技術(shù)不會(huì)存在安全隱患。安全隱患主要存在生產(chǎn)中，自動(dòng)化技術(shù)是對(duì)這些安全隱患進(jìn)行監(jiān)控的，避免安全隱患的出現(xiàn)?！?

　　不過(guò)，正由于自動(dòng)化技術(shù)的高科技，操作人員的要求也相應(yīng)提高了。張衛(wèi)民介紹，自動(dòng)化系統(tǒng)在操作過(guò)程中主要通過(guò)屏幕監(jiān)控，并且需要處理一些突發(fā)狀況，所以對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)要求相對(duì)較高，這也是為了保證自動(dòng)化技術(shù)更好的在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮作用。

　　未來(lái)應(yīng)聯(lián)姻工藝 力求提效化繁

　　數(shù)字化智能型控制技術(shù)是“二代干法”八大特征技術(shù)體系之一，運(yùn)用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)，將自動(dòng)化智能化技術(shù)融入水泥企業(yè)的生產(chǎn)和管理全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、物耗能耗、環(huán)保排放、物流和成本管理等全方位的智能化管理，整體提升控制力和運(yùn)營(yíng)效益。

　　張衛(wèi)民表示，隨著國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)方針的戰(zhàn)略性改革調(diào)整，水泥產(chǎn)能過(guò)剩，水泥工業(yè)發(fā)展將不如過(guò)去，但I(xiàn)T、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)將會(huì)以更快速度發(fā)展，也一定會(huì)推動(dòng)中國(guó)水泥工業(yè)自動(dòng)化水平更進(jìn)一步發(fā)展和提高，以盡快實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全、高效這四大目標(biāo)，同時(shí)由于EPC項(xiàng)目將在未來(lái)幾年中占據(jù)主導(dǎo)地位，自動(dòng)化將推動(dòng)世界水泥工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展和提高。

　　“與此同時(shí)，我們還應(yīng)該審視自身不足，比如在軟件研發(fā)上，我們應(yīng)該重視創(chuàng)新，致力于提高精度和準(zhǔn)確度，并且保證產(chǎn)品質(zhì)量。在水泥工業(yè)上，則應(yīng)該盡量把自動(dòng)化跟工藝聯(lián)系起來(lái)，使工藝設(shè)備更加簡(jiǎn)單，更加有效。未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)要往體積更小、效率更高、性?xún)r(jià)比更好等方面發(fā)展?！睆埿l(wèi)民如是總結(jié)。

　　為提高行業(yè)整體效益，提升節(jié)能減排各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，由中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)和中國(guó)水泥網(wǎng)共同發(fā)起的“遏制水泥新增產(chǎn)能，加快第二代新型干法水泥技術(shù)裝備研發(fā)萬(wàn)里行活動(dòng)”西北站將于11月27日在西安召開(kāi)。本次二代干法萬(wàn)里行活動(dòng)旨在動(dòng)員全行業(yè)群策群力共同化解水泥產(chǎn)能過(guò)剩矛盾，加快提升我國(guó)水泥工業(yè)的整體技術(shù)裝備水平，提高行業(yè)整體效益，促進(jìn)水泥產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，敬請(qǐng)關(guān)注！

　　專(zhuān)題詳見(jiàn)：加快第二代新型干法水泥技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)