防水之家讯：序言

水泥企业是传统的高能耗高污染企业，虽然随着技术的不断进步，水泥企业的能耗指标，排放指标有了一定的改善，但是在市场环境愈加严峻的今天，水泥企业在竞争中面临着各方面的巨大压力，诸如劳动力成本上涨，原料价格上涨，市场需求萎缩，水泥价格下降等，因此为了提升企业自身的核心竞争力，必须从生产的源头进行根本性的优化，降低企业的生产成本，提高企业的能源效率，只有这样，才能在竞争激烈的市场之中占得一席之地。

同时，国家也提出了中国制造2025计划，其中列出了五大工程，目的就是大幅度提升制造业整体素质，产品质量有较大提高。数字化、网络化、智能化取得明显进展，争取使用十年的时间，迈入制造强国行列。在这五大工程其中的第二条，就是“智能制造工程”，其中说道“依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。”可以看到，国家对于传统制造业数字化，智能化，高度自动化的发展方向，已经十分明确。这也是传统水泥行业所必须的发展方向。

现状

目前国内水泥行业制造水平依然存在很多问题，虽然经历了多年的发展，国内水泥工厂的电气化，自动化水平已经普遍上了一个台阶，基本上实现了DCS/PCS系统的普及，以及关键工艺点测点仪表的覆盖，但整体依然存在信息化/智能化程度偏低，信息整合度弱，工厂系统各自为政，信息利用效率低，相当多的工厂依然使用传统的票据方式传递数据和信息，造成信息传递不及时，因而影响工厂的调度生产。另外，相对于其他行业，水泥行业的智能化管控水平依然较低，一些已经在其他行业普遍使用的系统功能在水泥行业依然罕见，如仪表总线管理，资产管理等，另外还存在一些独立设置的系统，造成系统数量多，相互不兼容，信息不共享，维护困难，效率低下。

ABB智能一体化平台

ABB能够为目前的水泥行业带来世界领先的智能化一体化平台，不但能够满足工厂的生产流程控制需要，还可以集成设备管理，仪表管理，总线设备管理，视频管理，电气集成等功能。完全可以使用同一个平台实现整个工厂的智能化生产管理，不需要多个系统，从而可以极大程度上提高系统的整体性，平台统一性，降低维护工作量，从而进一步提高系统可用性，减少人力成本和运维成本。

ABB 的800xA控制软件平台的研发宗旨就是“不仅仅是一套DCS”，其所面向的就是有智能化控制软件平台需求的客户，通过800Xa系统强大的集成性，基于ABB IndustryIT技术，将客户工厂实现智慧化生产所需的所有必要功能集于一身。



图1：ABB IndustryIT 统一管控平台

1、设备管理一体化

800xA 资产优化能够对自动化设备、工厂基础设施、工厂设备、现场设备、信息技术资产以及生产流程提供实时的资产监控、通告和维护工作流程的优化。它是目前市场上独一无二的解决方案，能够在一个单一的用户界面上，将传统意义上互不相干的各类自动化和监控系统提供的全部信息进行整合，从而让用户能够对其感兴趣的某个资产的健康状态和绩效有一个全面的洞析。通过管理维护每个特定系统的全部信息、优势以及功能，800xA 资产优化解决方案大大方便用户操作-用户不再需要在多个系统、工作界面、应用程序环境以及导航手段之间来回切换。

总体而言，800xA 资产优化的特点可以归纳为以下两类：

提高资产可用性和绩效

–资产状态监控

–资产状态报告

优化运营和维护效率

–计算机维护管理系统（CMMS）集成

–仪表管理系统（IMS）校准集成

并且，ABB 800xA的资产管理可以涵盖到工厂的每一个角落，包括主机设备，电气设备，仪器仪表，网络通讯，IT设备等等。有了这样的集成平台，生产管理人员可以在一个界面中管理自己工厂中几乎所有的资产，包括其使用寿命，运行状况，维护计划等等。



图2：资产监控平台可以涵盖工厂的所有角落

2、视频系统一体化：

800xA系统也可以实现视频系统的一体化集成，这样可以省去一套独立的CCTV系统，并且800xA系统的视频集成功能非常强大，可以支持多达数百个视频信号的输入，并且更加方便的是，这些视频信号可以无缝集成在操作员的工作界面之中，操作员的视线可以无需离开操作界面即可观察现场的实时视频画面。可以大幅度的提高操作员的工作效率，并且，这些视频信号可以不仅仅限于一些传统的CCTV信号源，包括一些巡检不便的区域，也可以通过加装IP摄像头来给予操作员随时观察现场状况的可能性，从而可以直观的观测到现场设备及仪表的工作状况，从而大幅度的提高运维的效率。



图3：视频集成架构图

同时，800xA的视频平台并不仅仅可以用于生产的视频监控，它同样可以集成安防的视频系统，这样又可以省去一套额外的安防视频系统，同时由于所有信息集成于同一个系统当中，因此对于数据的存储追溯及查阅，是非常方便的，作为工厂的管理者，再也不用费心去不同的系统查阅不同的资料了。



图4：多样的视频源集成

此外，针对水泥企业普遍使用的看火电视，800xA系统同样可以实现集成，为什么还要有一台额外的电脑来占用中控室本来就不宽裕的空间？ 而且其数据还只能在这台电脑上查看，使用800xA集成平台之后，不但可以省去额外的电脑空间，并且该看火电视的图像及温度信息，在系统所有节点上都是可以访问的，也包括管理人员的界面。无形之中大幅度提高了仪表设备的利用效率。



图5:看火电视视频集成

3、电气集成一体化

在目前的水泥厂中，电气管理系统往往还使用独立的继电保护和监控系统，最多使用串行通讯将一些中低压继电保护设备的测量信号传递到控制系统中，但这种通讯方式不但不易维护，而且可靠性也比较差，此外由于系统相互独立，操作人员对于设备的电气运行状况并不能获得第一手信息，在系统设备由于电气故障出现跳停的时候，操作人员基本上无法得知是何种电气故障，也没有办法第一时间排除故障，而必须要通知电气人员去现场查看才可以得知具体的故障，无形之中降低了系统的运行效率，也增加了维护人员的工作负荷，而在实现电气集成一体化之后，完全可以避免这一问题。并且实现集成一体化之后，电气系统可以使用和控制系统一样的历史记录及报表功能，非常方便，并且也可以减少因为多套系统而造成的人力资源成本。

电气集成是指把同一工厂内的过程自动化和电力自动化整合到同一个控制系统。这将形成一个单一的自动化环境，不仅统一对过程设备的控制，而且统一对变电站设备及输配电的保护、监测与控制。集成过程自动化系统和电力自动化系统之后，其工程、操作和维护只需要一个单一的策略来完成。不管您是生产还是消耗电力，电气集成有助于提高生产效率和降低运营成本，这可以为您带来上百万美元的经济效益。



图6:电气集成一体化

ABB专家优化系统

为了响应国家中国制造2025中关于智能制造部分的目标：“依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控”，同时出于目前市场环境的考虑，水泥企业都迫切需要在生产控制环节提升自动化水平，实现生产过程的完全自动化，智能化。从而提升生产线的工艺稳定性，质量稳定性，降低单位产品的生产成本，包括能耗成本及设备损耗成本，提升企业的核心竞争力，在严酷的市场环境中得以生存和发展，并且响应国家节能降耗的要求，建立绿色环保的现代型水泥企业。

专家优化系统主要用于实现对工业过程的控制、稳定及优化。它使得优秀操作员的操作方法在任何时候都可以精确、省力、持续的运用。这种知识系统通过标准化的程序规范确保了高度可行及长期维护的便利。专家优化的核心概念是最小化操作人员的操作代之以自动导航方式来完成过程操作。

一个安装了专家优化系统的用户将会直接受益，系统的性能从“普通操作员级”上升为“优秀操作员级”。这意味着优秀操作员每天，每时每刻都在进行最佳状态的操作。由于增加了专家优化应用工程师提供的过程专家系统技术，加上客户专家与这些工程师的交流，可以预见在此基础上生产过程收益会大大增加，通常在不到一年的时间里，您为专家优化系统的投入就可以得到回报。

ABB的专家优化系统融合了先进的APC控制技术与数十年的水泥工艺经验，其实用性，可靠性以及经济型早已在全世界数百条生产线的应用案例中得到了验证，由于其在开发伊始就是专门针对于水泥工厂所开发的，所以其中融合了在多年应用中积累下来的应对水泥生产时会出现的特殊情况的经验模型。这些对于系统的运转率是非常重要的，意味着系统不但可以在系统平稳运行时代替人操作生产过程，也可以在生产过程中出现特殊状况的时候进行及时且正确的应对。帮助生产过程快速的恢复正常，提高生产线的运行效率及经济指标。



图7:ABB专家优化系统融合先进控制技术及水泥过程经验

对于典型的100万吨/年的一个熟料工厂的直接回报

–增加输出产量 3～5％

–减少燃料消耗 3～5％

–减少污染排除量 根据工厂条件各有不同

–减少电能消耗 3～5％

–减少耐热材料消耗10～

–减少质量的波动性10～20％

–专家优化系统在线运行率90～99％

同样也会获得其他很难量化但也同样重要的收益：

–有助于多种难于处理的废料的利用，

–控制工厂排放以达到环境法案的要求

–保证过程控制的持续平稳，消灭由于交接班造成的操作偏差

–增加涉及过程及过程动态的窑的规格知识系统

–脱离常规生产过程内容，使操作员和管理者可以专注于其他事项

–为工厂管理提供工具和信息，以便更客观地分析和管理生产过程。

–由于产量增加，可以相应减少资金周转需求

–由于提高了运转时间，从而减低了工厂维护的成本。

结语

针对于国家制造2025中提出的目标“推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用，促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成，实现智能管控”。ABB可以为水泥企业实现智能化制造提供所有的技术平台，使得水泥企业可以很方便的将国家策略与自身工厂的实际需求相结合，将国家方针落到实处，从而实现工厂的现代化，智能化，智慧化，提高企业的运营水平，降低企业的运营成本，打造智能的、先进的、绿色的现代化水泥企业。

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