水泥生產中粉磨過程優化控制系統的研究

王金鑫 劉彥博 李苗苗

（濮陽同力水泥有限公司 河南 濮陽 457000）

水泥生產中粉磨過程優化控制系統的研究

王金鑫 劉彥博 李苗苗

（濮陽同力水泥有限公司 河南 濮陽 457000）

本文在簡要概述了水泥生產粉磨過程的基礎上，詳細研究了有關其優化控制系統的設計與實現的問題，并指出了一系列需要注意的問題想，以期能夠為水泥生產領域工作人員提供參考。

水泥生產；粉磨過程；優化控制系統

前言：粉磨過程是水泥生產中的重要環節，這一過程是否能夠得到優化控制在很大程度上決定著整個水泥生產過程的水平。粉磨過程優化控制系統在計算機技術的支持下產生，以此為基礎實現水泥生產，對于生產效率的提高具有重要價值，因此有必要針對這一系統進行研究。

1 水泥生產粉磨過程概述

對于水泥生產而言，粉磨過程的存在十分重要，所謂的粉磨過程主要指的是通過外力的作用使固體物料的內聚力破壞，并使其最終破碎的過程。這一過程的主要特點在于能連消耗大，且作業效率低，上述特點使得粉磨過程成為了水泥生產領域重點關注并急需解決的一項問題。相對于水泥生產過程而言，粉磨過程的耗電量如下所示[1]：

表1 水泥生產各環節耗電比例

從表1中可以看出，水泥粉磨過程的耗電比例在水泥生產各環節中相對較大，這對于水泥生產過程成本的優化十分不利，同時也會對水泥生產企業經濟效益的提高造成阻礙，因此必須加大力度對粉磨過程進行優化。

2 水泥生產粉磨過程優化控制系統的設計與實現

優化控制系統的設計對水泥生產粉磨過程能耗的降低以及具體效率的提高具有重要意義，總的來說，系統的實現需要依靠DCS系統接口程序的編制、OPC接口與OPC服務器設置以及C++程序設計等的應用來實現[2]。

2.1 DCS系統

DCS（Distributed Control System）系統又稱分布式控制系統，是在應用計算機技術的基礎上所實現的一種系統，自這一系統出現之日其，便被廣泛應用到了工業生產的各個領域當中，就目前的情況看，水泥生產領域也開始逐漸將這一系統投入使用[3]。DCS系統具有可靠性高、開放性強以及維護簡單的特點。在設計過程中，需要對其控制功能進行分散，這樣才能避免計算機本身出現故障而對控制過程造成的影響。另外，還需要將DCS系統的通信方式設計成為局域網通信方式，采取上述通信方式的優勢在于能夠有效的提高系統的開放性，對于系統功能的實現能夠起到重要的支持性作用。構成系統的計算機要保證為小型計算機，這對于維護過程的順利實現較為有利，同時也能夠使故障發生時被及時的解決，避免對整個控制過程造成過于嚴重的不良影響。

2.2 OPC接口與OPC服務器設置

OPC（OLE for Process Control）本質上屬于一種對象鏈接技術，將其運用到水泥生產的粉磨過程中，能夠使控制過程更好的實現。在對OPC接口與OPC服務器進行設置的過程中，要將其模式設置為客戶/服務器模式，并采用合理的通信標準，以使接口與服務器的功能能夠順利實現。另外，OPC客戶與OPC服務器之間要保證能夠實現一對多的連接，換句話說，前者要能夠與數量較多的后者相連接，而后者同樣能夠實現這一過程。OPC通信結構圖如下：

圖1 OPC通信結構圖

從圖1中可以看出，OPC客戶程序要與OPC服務器相連接，服務器要與DCS系統共同發揮功能，并通過與現場設備之間的連接而實現整個控制過程。在具體設計過程中，對操作系統的優化設置以及對程序優先權的設置較為重要，對此，設計人員必須加以重視，這樣才能使系統功能更好的實現。

2.3 C++程序設計

C++語言是一種主要計算機語言，在程序設計過程中應用廣泛，從水泥生產粉磨過程優化的角度分析，C++語言需要被應用到軟件整體界面的設計以及程序功能的實現過程中。

C++語言應用于軟件整體界面設計的意義主要在于對軟件的操作與使用權限進行限制，一般而言，權限控制的實現主要通過用戶名加密碼的方式實現，在使用系統之前，有關人員必須輸入用戶名與密碼，而系統則會對兩者的匹配程度進行判斷，并得出最終結論，判斷該用戶是否具有對軟件系統的使用權限。

C++應用與程序功能的實現其過程相對復雜，包含的內容也相對較多，OPC接口程序的實現、數據的讀入與顯示以及控制器程序的實現均需要應用 C++語言來實現，這一點需要得到重視。

3 需要注意的問題

在水泥生產粉磨過程優化控制系統的設計與實現的過程中，需要注意的問題主要包括手動與自動的切換以及系統控制量的上下限幅問題。

首先，在對系統進行應用的過程中，利用手動或自動的方式均能夠實現對系統的控制，根據實際粉磨過程情況的不同，要對手動與自動控制進行切換，在此過程中，必須保證切換的連續性，要避免系統被控量出現大幅度的波動。為達到這一效果，可以在系統中設置代碼，具體代碼設計過程較為復雜，需要技術人員重點完成。

其次，對系統控制量的上下限幅進行控制的意義在于將水泥生產粉磨設備的負荷承載能力控制在合理范圍內，這是保證設備功能順利實現的基礎。具體設計過程同樣需要通過編制代碼來完成。

結論：

綜上，為保證水泥生產粉磨過程的能耗量能夠得到減少，以達到提高水泥生產效率的目的，有必要對優化控制系統應用，設計人員要從DCS系統接口程序的編制、OPC接口與OPC服務器設置以及C++程序等角度出發實現設計過程，同時要保證各環節功能實現的可靠性與連續性，以使系統功能能夠最大程度的實現，最終到達優化控制粉磨過程的目的。

[1]吳星剛,苑明哲,于海斌.基于群體平衡的球磨機粉磨過程動態仿真[J].控制工程,2011,03:380-383+387.

[2]林小峰,錢哲,梁金波.立磨生料粉磨過程建模與優化設定[J].化工自動化及儀表,2016,02:154-158.

[3]趙計輝,王棟民,王學光.現代水泥工業中高效節能的粉磨技術[J].中國粉體技術,2013,04:65-71.

TQ172

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1007-6344（2016）10-0004-01