王金鑫 劉彥博 李苗苗

（濮陽(yáng)同力水泥有限公司 河南 濮陽(yáng) 457000）

水泥生產(chǎn)中粉磨過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究

王金鑫 劉彥博 李苗苗

（濮陽(yáng)同力水泥有限公司 河南 濮陽(yáng) 457000）

本文在簡(jiǎn)要概述了水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程的基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了有關(guān)其優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，并指出了一系列需要注意的問(wèn)題想，以期能夠?yàn)樗嗌a(chǎn)領(lǐng)域工作人員提供參考。

水泥生產(chǎn)；粉磨過(guò)程；優(yōu)化控制系統(tǒng)

前言：粉磨過(guò)程是水泥生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，這一過(guò)程是否能夠得到優(yōu)化控制在很大程度上決定著整個(gè)水泥生產(chǎn)過(guò)程的水平。粉磨過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下產(chǎn)生，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)，對(duì)于生產(chǎn)效率的提高具有重要價(jià)值，因此有必要針對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行研究。

1 水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程概述

對(duì)于水泥生產(chǎn)而言，粉磨過(guò)程的存在十分重要，所謂的粉磨過(guò)程主要指的是通過(guò)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(guò)程。這一過(guò)程的主要特點(diǎn)在于能連消耗大，且作業(yè)效率低，上述特點(diǎn)使得粉磨過(guò)程成為了水泥生產(chǎn)領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注并急需解決的一項(xiàng)問(wèn)題。相對(duì)于水泥生產(chǎn)過(guò)程而言，粉磨過(guò)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(guò)程的耗電比例在水泥生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中相對(duì)較大，這對(duì)于水泥生產(chǎn)過(guò)程成本的優(yōu)化十分不利，同時(shí)也會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高造成阻礙，因此必須加大力度對(duì)粉磨過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。

2 水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程能耗的降低以及具體效率的提高具有重要意義，總的來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的實(shí)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(jì)等的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

2.1 DCS系統(tǒng)

DCS（Distributed Control System）系統(tǒng)又稱(chēng)分布式控制系統(tǒng)，是在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上所實(shí)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(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，就目前的情況看，水泥生產(chǎn)領(lǐng)域也開(kāi)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(kāi)放性強(qiáng)以及維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)其控制功能進(jìn)行分散，這樣才能避免計(jì)算機(jī)本身出現(xiàn)故障而對(duì)控制過(guò)程造成的影響。另外，還需要將DCS系統(tǒng)的通信方式設(shè)計(jì)成為局域網(wǎng)通信方式，采取上述通信方式的優(yōu)勢(shì)在于能夠有效的提高系統(tǒng)的開(kāi)放性，對(duì)于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)能夠起到重要的支持性作用。構(gòu)成系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)要保證為小型計(jì)算機(jī)，這對(duì)于維護(hù)過(guò)程的順利實(shí)現(xiàn)較為有利，同時(shí)也能夠使故障發(fā)生時(shí)被及時(shí)的解決，避免對(duì)整個(gè)控制過(guò)程造成過(guò)于嚴(yán)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(duì)象鏈接技術(shù)，將其運(yùn)用到水泥生產(chǎn)的粉磨過(guò)程中，能夠使控制過(guò)程更好的實(shí)現(xiàn)。在對(duì)OPC接口與OPC服務(wù)器進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中，要將其模式設(shè)置為客戶(hù)/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(shí)現(xiàn)。另外，OPC客戶(hù)與OPC服務(wù)器之間要保證能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)多的連接，換句話(huà)說(shuō)，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(guò)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(hù)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(guò)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接而實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制過(guò)程。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)操作系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)置以及對(duì)程序優(yōu)先權(quán)的設(shè)置較為重要，對(duì)此，設(shè)計(jì)人員必須加以重視，這樣才能使系統(tǒng)功能更好的實(shí)現(xiàn)。

2.3 C++程序設(shè)計(jì)

C++語(yǔ)言是一種主要計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用廣泛，從水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程優(yōu)化的角度分析，C++語(yǔ)言需要被應(yīng)用到軟件整體界面的設(shè)計(jì)以及程序功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中。

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

C++應(yīng)用與程序功能的實(shí)現(xiàn)其過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，包含的內(nèi)容也相對(duì)較多，OPC接口程序的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)的讀入與顯示以及控制器程序的實(shí)現(xiàn)均需要應(yīng)用 C++語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，這一點(diǎn)需要得到重視。

3 需要注意的問(wèn)題

在水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，需要注意的問(wèn)題主要包括手動(dòng)與自動(dòng)的切換以及系統(tǒng)控制量的上下限幅問(wèn)題。

首先，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，利用手動(dòng)或自動(dòng)的方式均能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，根據(jù)實(shí)際粉磨過(guò)程情況的不同，要對(duì)手動(dòng)與自動(dòng)控制進(jìn)行切換，在此過(guò)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(dòng)。為達(dá)到這一效果，可以在系統(tǒng)中設(shè)置代碼，具體代碼設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，需要技術(shù)人員重點(diǎn)完成。

其次，對(duì)系統(tǒng)控制量的上下限幅進(jìn)行控制的意義在于將水泥生產(chǎn)粉磨設(shè)備的負(fù)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(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。具體設(shè)計(jì)過(guò)程同樣需要通過(guò)編制代碼來(lái)完成。

結(jié)論：

綜上，為保證水泥生產(chǎn)粉磨過(guò)程的能耗量能夠得到減少，以達(dá)到提高水泥生產(chǎn)效率的目的，有必要對(duì)優(yōu)化控制系統(tǒng)應(yīng)用，設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，同時(shí)要保證各環(huán)節(jié)功能實(shí)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(shí)現(xiàn)，最終到達(dá)優(yōu)化控制粉磨過(guò)程的目的。

[1]吳星剛,苑明哲,于海斌.基于群體平衡的球磨機(jī)粉磨過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真[J].控制工程,2011,03:380-383+387.

[2]林小峰,錢(qián)哲,梁金波.立磨生料粉磨過(guò)程建模與優(yōu)化設(shè)定[J].化工自動(dòng)化及儀表,2016,02:154-158.

[3]趙計(jì)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(guó)粉體技術(shù),2013,04:65-71.

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1007-6344（2016）10-0004-01