工业制造系统中的生产过程优化

４水泥生产Ｃｅｍｅｎｔ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　水泥生产中粉磨过程优化控制系统的研究　王金鑫刘彦博李苗苗　（濮阳同力水泥有限公司　河南濮阳４５７０００）　中图分类号：ＴＱＩ７２文献标识码：Ｂ　文章编号１００７－６３４４（２０１６）１０－０００４－０１　摘要：本文在简要概述了水泥生产粉磨过程的基础上，详细研究了有关其优化控制系统的设计与实现的问题，并指出了一系列　需要注意的问题想，以期能够为水泥生产领域工作人员提供参考。　‘　关键词：水泥生产；粉磨过程；优化控制系统　前言：粉磨过程是水泥生产中的重要环节，这一过程是否能够得到优化控制　在很大程度上决定着整个水泥生产过程的水平。粉磨过程优化控制系统在计算机　技术的支持下产生，以此为基础实现水泥生产，对于生产效率的提高具有重要价　值，因此有必要针对这～系统进行研究。　１水泥生产粉磨过程概述　对于水泥生产而言，粉磨过程的存在十分重要，所谓的粉磨过程主要指的是　通过外力的作用使固体物料的内聚力破坏，并使其最终破碎的过程。这一过程的　主要特点在于能连消耗大，且作业效率低，上述特点使得粉磨过程成为了水泥生　产领域重点关注并急需解决的一项问题。相对于水泥生产过程而言，粉磨过程的　耗电量如下所示　：　表ｌ水泥生产各环节耗电比例　从表１中可以看出，水泥粉磨过程的耗电比例在水泥生产各环节中相对较大，　这对于水泥生产过程成本的优化十分不利，同时也会对水泥生产企业经济效益的　提高造成阻碍，因此必须加大力度对粉磨过程进行优化。　‘　２水泥生产粉磨过程优化控制系统的设计与实现　优化控制系统的设计对水泥生产粉磨过程能耗的降低以及具体效率的提高具　有重要意义，总的来说，系统的实现需要依靠ＤＣＳ系统接口程序的编制、ＯＰＣ接　口与ＯＰＣ服务器设置以及ｃ＋＋程序设计等的应用来实现　。　２．１ＤＣＳ系统　ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）系统又称分布式控制系统，是在应用计算机　技术的基础上所实现的一种系统，自这一系统出现之日其，便被广泛应用到了工　业生产的各个领域当中，就目前的情况看，水泥生产领域也开始逐渐将这一系统　投入使用　。ＤＣＳ系统具有可靠性高、开放性强以及维护简单的特点。在设计过程　中，需要对其控制功能进行分散，这样才能避免计算机本身出现故障而对控制过　程造成的影响。另外，还需要将ＤＣＳ系统的通信方式设计成为局域网通信方式，　采取上述通信方式的优势在于能够有效的提高系统的开放性，对于系统功能的实　现能够起到重要的支持性作用。构成系统的计算机要保证为小型计算机，这对于　维护过程的顺利实现较为有利，同时也能够使故障发生时被及时的解决，避免对　整个控制过程造成过于严重的不良影响。　２．２　ＯＰＣ接口与ＯＰＣ服务器设置　ＯＰＣ（ＯＬＥ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏ１）本质上属于一种对象链接技术，将其运用到水　泥生产的粉磨过程中，能够使控制过程更好的实现。在对ＯＰＣ接口与ＯＰＣ服务器　进行设置的过程中，要将其模式设置为客户服务器模式，并采用合理的通信标准，　以使接口与服务器的功能能够顺利实现。另外，ＯＰＣ客户与ＯＰＣ服务器之间要保　证能够实现一对多的连接，换句话说，前者要能够与数量较多的后者相连接，而　后者同样能够实现这一过程。ＯＰＣ通信结构图如下：　图１ＯＰＣ通信结构图　０ＰＣ　ＯＰＣ　客户　．／，Ｌ—　．　服务　ＤＣＳ　——　．　现场　程序　＼．广——＿１／　＼广——］／　设备　器　系统　从图１中可以看出，ＯＰＣ客户程序要与ＯＰＣ服务器相连接，服务器要与ＤＣＳ　系统共同发挥功能，并通过与现场设备之问的连接而实现整个控制过程。在具体　设计过程中，对操作系统的优化设置以及对程序优先权的设置较为重要，对此，　设计人员必须加以重视，这样才能使系统功能更好的实现。　２．３　ｃ＋＋程序设计　ｃ＋＋语言是一种主要计算机语言，在程序设计过程中应用广泛，从水泥生产粉　磨过程优化的角度分析，ｃ＋＋语言需要被应用到软件整体界面的设计以及程序功能　的实现过程中。　ｃ＋＋语言应用于软件整体界面设计的意义主要在于对软件的操作与使用权限　进行限制，一般而言，权限控制的实现主要通过用户名加密码的方式实现，在使　用系统之前，有关人员必须输入用户名与密码，而系统则会对两者的匹配程度进　行判断，并得出最终结论，判断该用户是否具有对软件系统的使用权限。　ｃ＋＋应用与程序功能的实现其过程相对复杂，包含的内容也相对较多，ＯＰＣ　接口程序的实现、数据的读人与显示以及控制器程序的实现均需要应用ｃ＋＋语言　来实现，这一点需要得到重视。　３需要注意的问题　在水泥生产粉磨过程优化控制系统的设计与实现的过程中，需要注意的问题　主要包括手动与自动的切换以及系统控制量的上下限幅问题。　首先，在对系统进行应用的过程中，利用手动或自动的方式均能够实现对系　统的控制，根据实际粉磨过程情况的不同，要对手动与自动控制进行切换，在此　过程中，必须保证切换的连续性，要避免系统被控量出现大幅度的波动。为达到　这一效果，可以在系统中设置代码，具体代码设计过程较为复杂，需要技术人员　重点完成。　其次，对系统控制量的上下限幅进行控制的意义在于将水泥生产粉磨设备的　负荷承载能力控制在合理范围内，这是保证设备功能顺利实现的基础。具体设计　过程同样需要通过编制代码来完成。　结论：　综上，为保证水泥生产粉磨过程的能耗量能够得到减少，以达到提高水泥生　产效率的目的，有必要对优化控制系统应用，设计人员要从ＤＣＳ系统接口程序的　编制、ＯＰＣ接口与ＯＰＣ服务器设置以及ｃ＋＋程序等角度出发实现设计过程，同时　要保证各环节功能实现的可靠性与连续性，以使系统功能能够最大程度的实现，　最终到达优化控制粉磨过程的目的。　参考文献　［１】吴星刚，苑明哲，于海斌．基于群体平衡的球磨机粉磨过程动态仿真［Ｊ］．控制　工程，２０１　１，０３：３８０—３８３＋３８７．　【２Ｊ林小峰，钱哲，梁金波．立磨生料粉磨过程建模与优化设定口］．化工自动化及　仪表，２０１６，０２：１５４—１５８：　［３］赵计辉，王栋民，王学光．现代水泥工业中高效节能的粉磨技术［Ｊ］．中国粉体　技术。２０１３，０４：６５—７１．

行业信息化

安灯系统在生产制造执行过程中的应用

文｜张银利

安灯系统的概念来源于丰田生产方式，基于其“建立立即暂停制度以解决问题，从一开始就重视品质管理的文化”的生产原则。该原则具体表现为：为顾客提供的品质决定着你的定价；使用所有确保品质的现代方法；使生产设备具有发现问题及一发现问题就停止生产的能力，设置一种视觉系统以警示团队或计划领导者或提示某个流程需要协助；在企业中设立快速解决问题的制度和对策；在企业文化中融入发生问题立即暂停或减缓速度就地改进质量以提升生产力的理念。中航工业西飞在实施生产制造执行系统过程中，注重结合生产现场问题的处理过程，将安灯系统引入建设内容，实现生产计划、质量控制、成本控制、安全事故、人员管理等多个方面的问题快速响应，利用模块化配置方式实现不仅限于此类问题的快速处理。结合SQCDP管理工具，将制造执行系统和安灯有效的结合应用，使得“安灯”无处不在，安灯系统成为提高制造质量和效率的有效手段。一、生产现场存在的问题制造型企业在车间生产现场中由于各种突发状况引起的问题不胜枚举。作业计划执行不到位：传统的计划模式为计划员手工编制计划，将计划下达后以纸质模式传送给工段，工段接到作业计划后按计划进行执行，但是当现场发生异常事故导致计划延期或执行与计划不相符时，现场执行无法及时反馈至计划，导致现场执行与计划脱节。职责分工不明确：工段与工段，车间与车间之间进行零件周转时，移交工作不到位，发生零件丢失或者零件周转周期增加。配套物料供应不及时：配套计划下达至车间后，采购部门、配送部门、供应部门等协作单位材料供应的不及时性，导致生产完成进度无法保障。的此外，现场还存在大量的配套工具配送、归还不及时，设备故障处理不及时，零件交接工作不规范，质量检查结果难落实，工艺技术支持不到位，过程更改难控制，库存积压，生产过剩等问题。二、常规性安灯系统的解决思路常见安灯系统需要配备告警灯、安灯盒、安灯集结箱、安灯音乐喇叭、安灯控制箱、安灯显示板、车间信息显示板。安灯盒与安灯集结箱连接，安灯盒用于控制告警灯的闪烁或显示使用，一个常开开关、一个常闭开关，用于控制不同的状态，集结箱起到分组的作用，可以把多个安灯盒集中到一起进行管理，比如质量安灯、物料安灯、电子看板安灯等。安灯音乐喇叭为了扩展使用，可在工位上设置多个音乐喇叭，用于提醒现场作业工人。安灯控制器一般装有PLC控制器，主要是内置一些判断逻辑，实现安灯操作的信息收集和传递，如判断是哪个工位的什么类型的安灯拉下，安灯的功能配置等等。97Informatization-Research信息化研究

过程能量综合技术及其在　造纸工业能量系统优化中的应用研究（Ⅱ）木　

过程能量综合方法与模型在造纸能量系统中的应用　

解新安　刘焕彬　李继庚。　岳淑丽　（１．华南农业大学，广州，５１０６４０；２．华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州，５１０６４０；　３．西门子（中国）有限公司广州分公司制浆造纸部，广州，５１００９５）　摘要：本文对过程能量系统综合优化技术、建模方法及能量综合模型与应用等方面进行了详细的分析和对比研　究，探讨了不同能量系统模型的应用对象和适应性；重点分析了已在化工企业能量系统分析优化应用成功的“三环　节”方法和“三环节”建模思路，介绍了“三环节”能量结构模型在造纸工业能量系统分析与优化中的应用进展；并　指出了能量系统技术在造纸企业能量系统分析、优化研究与应用的方向与研究内容。　关键词：过程能源综合；制浆造纸工业；建模和优化　中图分类号：ＴＳ７　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌ６７ｌ一４５７１（２００７）０２－００１０－０６　

过程能量综合方法决定了能量系统建模思路、　模型的结构、模型的复杂程度和模型的求解方法和　路线，不同研究者从不同的角度，对不同的研究对象　提出了各自的能量综合方法，并依此建立了相应的　能量系统的物理模型和数学模型，并在其研究领域　得到了应用和检验，取得了良好的节能效果¨。　。　１　过程能量综合的主要方法　１．１　应用数学方法　应用数学作为过程能量综合的主要工具之一，　包括建模和求解，主要是通过求解用数学语言描述　所建立的过程能量综合模型而获得最优化的用能效　果。这里主要有序贯算法、图论、联立方程法、拓扑　学和模糊数学的应用。序贯算法主要用于稳态过程　的模拟，大多数稳态过程的模拟软件都使用序贯算　法。图论是网络合成与网络回路识别的有效手段。　联立方程法则是过程系统动态模拟和大系统求解常　用的方法。Ｌｉｎｎｈｏｆｆ的“夹点技术”充分利用了拓扑　学的概念，用简单易懂的图形来表示系统过程　。　模糊数学主要在难以建立严格、精确数学模型的复　杂过程系统上发挥重要作用。　１．２最优化技术　过程能量综合主要是有约束的最优化问题，使　用的最优化技术主要有数学规划法、试探法和遗传　算法　。目前应用比较广泛的是数学规划法和试　探法。遗传算法的应用近几年来有了很快的发展，　用于解决人工智能中的神经元网络中的有关问　题　。　作为过程系统的数学工具之一的数学规划法在　换热网络合成，分离序列优化，热能动力系统优化，　间歇过程优化，弹性换热网络的优化设计等方面取　得了很大的进展。这一方面是混合整数非线性规划　（ＭＩＮＬＰ）在求解方法上的进步，另一方面是过程系　统设计问题的数值化和模型化语言的进展。数学规　划法在局部子系统的过程能量综合上有着广泛的应　用。数学规划法将过程工业的整个过程系统，根据　实际情况用数学语言描述成优化目标和约束条件两　个部分，然后利用数学的解算方法，得到过程系统的　最优或接近最优的流程结构以及操作条件，其主要　优点是对一定规模的过程工业系统中的三部分：反　应分离、公用工程以及换热网络部分能够同时进行　优化，得到最优结构及操作条件。但对于规模较大、　设备单元较多的系统，由于会出现组合爆炸的现象，　数学规划法在求解非线性问题时难以保证达到全局　最优，因此该方法在实际应用中也受到一定限制。　此外在处理非凸函数和多个方案组成的优化问题上　

・１２８８・　化　工　进　展　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　ＡＮＤ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＰＲＯＧＲＥＳＳ　２００８年第２７卷第８期　

过程能量综合技术在味精生产企业能量优化中的应用（ＩＩ）　味精生产过程“三环节＂能量系统改进措施　解新安　，－，林静仪　，丁年平　，刘华敏　（　华南农业大学食品学院，广东广州５１０６４１；　华南理工大学制浆造纸丁程国家重点实验室，』　东广州５１０６４１）　

摘要：以某味精生产企业能量系统为研究背景，提出了该企业能量系统改进的方向；并以“三环节”模型为研　究思路，根据该企业的工艺流程和设备运行状况，提出了一系列能量系统改进措施，通过热力学分析，这些改进　措施预计可使该企业的净能耗减少１８．５９％，热量回收率提高２０．３４％，火用回收率提高１０．３７％，表明本研究提出的　能量改进方案是可行的，模型是可靠的。　关键词：能量系统；三环节；节能措施；能量结构模型；味精企业　中图分类号：ＴＱ　０２１．８　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—６６１３（２００８）０８—１２８８—０６　

Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｍｏｎｏｓｏｄｉｕｍ　ｇｌｕｔａｍａｔｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ（ＩＩ）　——ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓａｖｉｎｇ－ｅｎｅｒｇｙ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　

ＸＩＥＸｉｎ’ａｎ　，－，ＬＩＮＪｉｎｇｙｉ１，ＤＩＮＧＮｉａｎｐｉｎｇ　，ＬＩＵＨｕａｍｉｎ　（。ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６４１，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ．　ＳｔａｔｅＫｅｙ　ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｕｌｐａｎｄＰａｐｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）