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

　　繼9月12日國務(wù)院全文下發(fā)《大氣污染防治行動計劃》后，作為“十二五”落后產(chǎn)能淘汰任務(wù)的21個重點行業(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)必須面對的課題，而自動化技術(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)自動化，自動化再促使節(jié)能、環(huán)保、安全、高效四大目標(biāo)的實現(xiàn)，已成為水泥行業(yè)的業(yè)界共識。

　　保證安全前提 保障有序生產(chǎn)

　　當(dāng)前，自動化技術(shù)在我國工業(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)也是自動化技術(shù)的受眾。中國水泥網(wǎng)高級顧問、自動化專家張衛(wèi)民介紹，自動化技術(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)。加之我國安全事故多發(fā)，其意義更為重要。國內(nèi)水泥企業(yè)現(xiàn)在越來越重視運用自動化，也是基于大規(guī)模生產(chǎn)必須用自動化技術(shù)來提高勞動生產(chǎn)率，以保證安全、有序的生產(chǎn)的需要。

中國水泥網(wǎng)高級顧問張衛(wèi)民

　　張衛(wèi)民介紹，自動化控制系統(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。目前已相繼出臺的國際標(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SIL來評估風(fēng)險程度，共有4級，安全等級SIL越高，風(fēng)險就越低。

　　近幾年，我國水泥行業(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)的工藝過程，并已實現(xiàn)了計算機(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是比較高的，為進(jìn)一步提高整體安全等級，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。對于生產(chǎn)規(guī)模更大的生產(chǎn)線，如日產(chǎn)萬噸熟料的生產(chǎn)線系統(tǒng)配置則要提高冗余度。同時必須高度關(guān)注信息安全，要特別增強(qiáng)煤磨車間的防爆安全等級，對于設(shè)置低溫余熱發(fā)電的企業(yè)，整體安全等級SIL要高于一般企業(yè)。

　　針對以上情形，在自動化領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)今紛紛出臺了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如Siemens的故障安全容錯S7F/FH系統(tǒng)，Rockwell的Gruard  PLC等，有的公司則配置專用的安全模塊和相應(yīng)的組態(tài)軟件，并由被動的維護(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，如PROFIsafe、CIPsafety等。

　　“我們國家的自動化水平在國際上也不錯，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在國際上的水泥企業(yè)的水泥項目70%-80%都是由中國的工程企業(yè)承接的，比如中材國際?！闭劶拔覈淖詣踊夹g(shù)，這位自動化專家的自豪之情溢于言表。

　　簡化工藝流程 提高工作效率

　　在這個信息產(chǎn)生價值的時代，國內(nèi)一些大型水泥企業(yè)在當(dāng)前競爭不斷加劇的壓力下，也緊跟起了信息化的潮流，繼而推進(jìn)自動化的發(fā)展。而除安全生產(chǎn)外，自動化技術(shù)的其中兩個優(yōu)勢便是節(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，中國建材、中國中材、海螺水泥、山水、冀東、華新、華潤、金隅、亞泰、臺泥等大型水泥企業(yè)在現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)字化控制系統(tǒng)（DCS/PLC）配置的同時，還在過程控制級（PCS）的上端增加了制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）層，并正在策劃和運作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)、采購管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、銷售子系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、環(huán)保檢測系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、辦公自動化管理系統(tǒng)和綜合管理子系統(tǒng)等，上述水泥企業(yè)通過這些子系統(tǒng)來逐步實現(xiàn)“管控一體化”。

　　當(dāng)今水泥市場供大于求，且產(chǎn)能過剩、競爭激烈，而一些大水泥集團(tuán)由于初步實現(xiàn)了MES的運營，其集團(tuán)化管理的控制力和執(zhí)行力明顯提高，精細(xì)化運行方式使得物流成本和原材料成本得到控制，實現(xiàn)了綜合效益的大幅增長。

　　但個別企業(yè)的成功案例并不代表著MES的完美無缺，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)實時性，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計劃生產(chǎn)，所以一些專業(yè)軟件公司開發(fā)的MES軟件往往不能完全適應(yīng)水泥行業(yè)。水泥企業(yè)大多是自己在開發(fā)MES，集團(tuán)之間信息透明度還不夠，正在運營的MES，應(yīng)該還是初期的，同時要把生產(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（ERP）還需要進(jìn)一步開發(fā)。”

　　究其主要問題，張衛(wèi)民認(rèn)為，大多數(shù)水泥企業(yè)對工業(yè)控制系統(tǒng)、部分管理系統(tǒng)如財務(wù)和銷售等較為重視，通常對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理信息化重視不夠，故未能實現(xiàn)綜合的業(yè)績指標(biāo)。應(yīng)借鑒國外一些大型建材企業(yè)的研究應(yīng)用經(jīng)驗，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，《大氣污染防治行動計劃》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”；要自覺履行環(huán)境保護(hù)的社會責(zé)任，接受社會監(jiān)督。

　　張衛(wèi)民提到的自動化技術(shù)的第四點優(yōu)勢就是環(huán)保，通過監(jiān)控水泥生產(chǎn)過程中的排放量，企業(yè)可對應(yīng)采取措施保護(hù)環(huán)境，并且抑制生產(chǎn)過程中的有害氣體產(chǎn)生，尤其是水泥生產(chǎn)中氮氧化物的排放。“自動化能做的雖然只是監(jiān)控，但可以讓水泥企業(yè)通過監(jiān)控所得數(shù)據(jù)‘對癥下藥'，有的放矢的采取應(yīng)對和調(diào)整措施。”張衛(wèi)民補(bǔ)充道。

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

　　不過，正由于自動化技術(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，自動化系統(tǒng)在操作過程中主要通過屏幕監(jiān)控，并且需要處理一些突發(fā)狀況，所以對操作人員的專業(yè)要求相對較高，這也是為了保證自動化技術(shù)更好的在生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用。

　　未來應(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，運用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和模型預(yù)測控制技術(shù)，將自動化智能化技術(shù)融入水泥企業(yè)的生產(chǎn)和管理全過程，實現(xiàn)對安全生產(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營效益。

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

　　“與此同時，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)該盡量把自動化跟工藝聯(lián)系起來，使工藝設(shè)備更加簡單，更加有效。未來自動化技術(shù)要往體積更小、效率更高、性價比更好等方面發(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)能減排各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，促進(jìn)自動化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，由中國建筑材料聯(lián)合會和中國水泥網(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)萬里行活動”西北站將于11月27日在西安召開。本次二代干法萬里行活動旨在動員全行業(yè)群策群力共同化解水泥產(chǎn)能過剩矛盾，加快提升我國水泥工業(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，敬請關(guān)注！

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