水泥生產(chǎn)中粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)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(chǎn)中粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)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(chǎn)粉磨過程的基礎(chǔ)上，詳細研究了有關(guān)其優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)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(chǎn)領(lǐng)域工作人員提供參考。

水泥生產(chǎn)；粉磨過程；優(yōu)化控制系統(tǒng)

前言：粉磨過程是水泥生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，這一過程是否能夠得到優(yōu)化控制在很大程度上決定著整個水泥生產(chǎn)過程的水平。粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)在計算機技術(shù)的支持下產(chǎn)生，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)水泥生產(chǎn)，對于生產(chǎn)效率的提高具有重要價值，因此有必要針對這一系統(tǒng)進行研究。

1 水泥生產(chǎn)粉磨過程概述

對于水泥生產(chǎn)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(nèi)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(yè)效率低，上述特點使得粉磨過程成為了水泥生產(chǎn)領(lǐng)域重點關(guān)注并急需解決的一項問題。相對于水泥生產(chǎn)過程而言，粉磨過程的耗電量如下所示[1]：

表1 水泥生產(chǎn)各環(huán)節(jié)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(chǎn)各環(huán)節(jié)中相對較大，這對于水泥生產(chǎn)過程成本的優(yōu)化十分不利，同時也會對水泥生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)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(yōu)化。

2 水泥生產(chǎn)粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計對水泥生產(chǎn)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(tǒng)的實現(xiàn)需要依靠DCS系統(tǒng)接口程序的編制、OPC接口與OPC服務(wù)器設(shè)置以及C++程序設(shè)計等的應(yīng)用來實現(xiàn)[2]。

2.1 DCS系統(tǒng)

DCS（Distributed Control System）系統(tǒng)又稱分布式控制系統(tǒng)，是在應(yīng)用計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上所實現(xiàn)的一種系統(tǒng)，自這一系統(tǒng)出現(xiàn)之日其，便被廣泛應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域當(dāng)中，就目前的情況看，水泥生產(chǎn)領(lǐng)域也開始逐漸將這一系統(tǒng)投入使用[3]。DCS系統(tǒng)具有可靠性高、開放性強以及維護簡單的特點。在設(shè)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(xiàn)故障而對控制過程造成的影響。另外，還需要將DCS系統(tǒng)的通信方式設(shè)計成為局域網(wǎng)通信方式，采取上述通信方式的優(yōu)勢在于能夠有效的提高系統(tǒng)的開放性，對于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)能夠起到重要的支持性作用。構(gòu)成系統(tǒng)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(xiàn)較為有利，同時也能夠使故障發(fā)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(wù)器設(shè)置

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

圖1 OPC通信結(jié)構(gòu)圖

從圖1中可以看出，OPC客戶程序要與OPC服務(wù)器相連接，服務(wù)器要與DCS系統(tǒng)共同發(fā)揮功能，并通過與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接而實現(xiàn)整個控制過程。在具體設(shè)計過程中，對操作系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)置以及對程序優(yōu)先權(quán)的設(shè)置較為重要，對此，設(shè)計人員必須加以重視，這樣才能使系統(tǒng)功能更好的實現(xiàn)。

2.3 C++程序設(shè)計

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

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

C++應(yīng)用與程序功能的實現(xiàn)其過程相對復(fù)雜，包含的內(nèi)容也相對較多，OPC接口程序的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)的讀入與顯示以及控制器程序的實現(xiàn)均需要應(yīng)用 C++語言來實現(xiàn)，這一點需要得到重視。

3 需要注意的問題

在水泥生產(chǎn)粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)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(tǒng)控制量的上下限幅問題。

首先，在對系統(tǒng)進行應(yīng)用的過程中，利用手動或自動的方式均能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的控制，根據(jù)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(xù)性，要避免系統(tǒng)被控量出現(xiàn)大幅度的波動。為達到這一效果，可以在系統(tǒng)中設(shè)置代碼，具體代碼設(shè)計過程較為復(fù)雜，需要技術(shù)人員重點完成。

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

結(jié)論：

綜上，為保證水泥生產(chǎn)粉磨過程的能耗量能夠得到減少，以達到提高水泥生產(chǎn)效率的目的，有必要對優(yōu)化控制系統(tǒng)應(yīng)用，設(shè)計人員要從DCS系統(tǒng)接口程序的編制、OPC接口與OPC服務(wù)器設(shè)置以及C++程序等角度出發(fā)實現(xiàn)設(shè)計過程，同時要保證各環(huán)節(jié)功能實現(xiàn)的可靠性與連續(xù)性，以使系統(tǒng)功能能夠最大程度的實現(xiàn)，最終到達優(yōu)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(tài)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(yōu)化設(shè)定[J].化工自動化及儀表,2016,02:154-158.

[3]趙計輝,王棟民,王學(xué)光.現(xiàn)代水泥工業(yè)中高效節(jié)能的粉磨技術(shù)[J].中國粉體技術(shù),2013,04:65-71.

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1007-6344（2016）10-0004-01