我國建材工業早在50年代就以水泥工業為起點開始自動化的研究開發與應用，主要是參數檢測和單回路調節，70年代進行模擬和數字計算機的應用研究，80年代以來，建材工業自動化發展速度較快，除了計算機的應用外，分析檢測儀器和裝備也取得了較大的進展，另外，自動化作為建材工業引進技術和裝備的重要內容之一，使得我國建材工業自動化技術水平與世界的差距迅速縮小，但整體來講，與發達國家相比仍存在相當的距離。

我國建材工業自動化的現狀

目前，我國建材工業主要生產領域中，自動化系統或裝備的配備及應用已較為普遍，但裝備水平和應用效果參差不齊。

1自動控制系統硬件裝備水平

各種類型的計算機控制系統應用較為普遍。大、中型水泥廠和大多數機立窯水泥廠都裝備了生產過程自動控制系統，至少是生料配料自動控制系統。其中，日產1000噸以上（包括部分日產700噸）新型干法生產線大多采用計算機集散控制系統（DCS）；約70％的浮法玻璃生產線采用DCS；建筑衛生陶瓷行業除引進的生產線外，自動化水平較為落后，對于引進的生產線或近幾年新建的生產線，一般在制坯過程采用可編程控制器（PLC），窯爐采用小型DCS；新型建材中的石膏板生產線也采用DCS；玻璃纖維生產中，除新近引進的池窯拉絲生產線采用小型DCS、IPC、PLC外，大部分還處于單片機、甚至單板機的水平。從整個建材行業來看，盡管硬件配備水平的高低差別較大，但就好的而言，與國際上的差距并不太大。國際上一些主流系統或設備在我國建材工業中都有應用，如：BAILEY公司的N—90系統和ABB公司的MASTER系統、HONEYWELL公司的MICROTDC—3000系統、FOXBORO公司的I／A系統等。

2分析檢測儀器裝備

計量和檢測是實現有效的自動控制的基礎，我國建材行業引進或自行開發了一系列分析檢測儀器和計量裝置，并在建材工業自動化中發揮了重要作用?，F在應用比較普遍的分析儀器主要有：多元素物料成分分析儀、在線／離線鈣鐵分析儀、煙氣成分分析儀、中子測水儀、發熱量分析儀等。檢測儀器主要有：全自動壓力試驗機、精密測長儀、比表面積分析儀、回轉窯酮體測溫儀、比色高溫計、磨機負荷電耳、在線玻璃缺陷檢測儀等。計量裝置主要包括：各種料位計、大口徑氣體流量計、皮帶秤、失重秤、圓盤秤、絞刀秤、核子秤等。

3控制方法、軟件及應用

控制方法和軟件是自動化的靈魂。目前，在水泥回轉窯、機立窯上開始采用模糊邏輯控制，專家控制系統和自適應預測控制也開始進行試驗，在個別玻璃廠和水泥廠已開始探索和試用計算機集成制造系統（CIMS）。但總體來講，我國在這方面與國際先進水平差距還比較大。自動控制系統的應用大多數還停留在設備啟停的順序控制、工藝參數的自動檢測、CRT畫面顯示、報警、記錄、報表打印及信息儲存上，許多重要工藝環節的自動調節并未真正投入運行，尚未充分發揮自動化的綜合控制作用。

存在的主要問題

經過近20年的努力，我國建材工業自動化有了重大進步，但從現狀看，仍存在許多不可忽視的問題。主要表現在：1重裝備、輕應用，總體投運率不高隨著微電子和計算機技術的迅速發展以及建材工業自身技術水平的提高和新技術、新工藝的不斷出現和推廣應用，對自動化的需求越來越強烈、要求也越來越高，自動化已經受到普遍重視，并被擺在重要地位，對自動化的投資也逐漸加大，以日產1000噸水泥生產線為例，用于自動化的投資（不包括強電部分）大約占到總投資的5％，可達1200萬元左右。但是，對于自動控制系統的應用，特別是與生產工藝密切結合的應用，以及在應用中不斷開發和提高卻重視不足，甚至是根本不重視。

造成大部分自動化系統沒有全面投入運行，作用不能充分發揮，有些甚至成為擺設或“展品”。自動化在穩定、優化生產過程、提高產品產量質量方面的重要性并未充分體現出來。

2重啟停、順控，輕穩定調節

設備的啟停和運行過程的順序控制只是自動控制系統強大功能的一部分，它在20年前的建材工業中是自動化的重要甚至是主要內容。在目前建材生產企業的自動控制系統中，這部分功能一般都發揮和應用得比較好，也普遍受到重視，以至于往往使人誤認為這就是自動化，而忽視了自動化更為重要的穩定和調節作用，使得自動控制系統中許多重要的自動調節功能形同虛設。

3重計算機，輕檢測裝備

我國建材工業的有關研究開發單位，對工業分析檢測儀器和計量裝置的研制開發是比較重視的，在這方面推出許多適應建材工業需求的好產品，有些在國際上也屬于先進水平，比如采用放射性同位素源的多元素分析儀等，有些產品特色鮮明，對提高自動控制效果有顯著作用且相對價格低廉，如在線鈣鐵分析儀等。但是建材工業生產企業作為用戶，往往只看重計算機系統的配備，寧愿多花一些錢配備復雜、高檔的計算機系統，許多自動控制系統的計算機配備上存在“大馬拉小車”現象，造成資源浪費；而不肯在分析檢測和計量裝置上給以必要的投入，以至于自動控制系統由于得不到被控參數和相關參數及時準確的信息而不能充分發揮作用。

4重硬件、輕軟件

只注重硬件系統的先進性而忽視軟件重要性的現象，不僅在建材工業企業而且在研究開發單位都普遍存在。沒有好的軟件配套，再好的硬件系統也發揮不了應有的作用。其結果，一是導致用自動控制系統簡單取代原有的儀表繼電器系統，計算機強大的信息處理和分析能力并沒有得到利用；二是優化控制技術沒有得到充分的應用，大多數建材生產企業只配置單獨的局部生產環節控制軟件，較好的情況也只是與生產過程控制系統建立點對點的通訊，傳遞少量的控制信號，并沒有真正融為一體，實現信息共享和綜合優化控制。

提高我國建材工業自動化技術水平的途徑與措施

計算機技術的飛速發展，使得計算機具有了強大的處理能力和廣泛的適應性，已不再是制約建材工業自動化水平的決定性因素。而建材工業本身的專用檢測計量儀器、控制裝置、執行機構、控制方法和應用能力則決定著建材工業自動化技術總體水平。因此，必須從以下幾個方面著手開展21世紀的建材工業自動化工作：

1重視控制理論的研究及其在自動控制系統中的應用

建材工業普遍存在多參數、長滯后、大容量的控制特性；高溫、高濕、高粉塵的惡劣環境；建設投資大、利潤率低的經濟條件。這些無不大大增加了自動控制的難度，相應地，對控制理論和方法的要求也就越高越迫切。

控制理論和方法是充分利用參數檢測、執行機構和計算機系統綜合能力并發揮自動化效果的關鍵。而在這方面，無論是縱向與國際先進水平比，還是橫向與其他行業比，差距都是比較大的。

國際上，80年代丹麥的史密斯公司推出模糊邏輯控制水泥窯并商品化；英國LINKMAN公司推出專家控制系統；最近，西班牙馬丁博士研制出自適應預測控制方法及軟件，在歐洲一些國家的水泥窯和磨機優化控制中獲得應用。這些我國都曾引進試驗過，也曾經或正在開發類似的控制軟件，但基本上都未取得成功。近年來，神經元網絡控制理論的研究和應用在國際國內頗為活躍，而我國建材工業自動化領域對此尚無太大反映。

2加強建材工業用分析檢測儀器及裝備的研究開發

自動化的基礎之一是分析檢測和計量技術，建材工業主要是粉狀物料在高溫條件、燒結或熔融狀態下連續生產，給工藝參數的檢測、計量造成巨大困難。研究開發適合建材工業自動化需求的分析檢測和計量儀器及裝備顯得尤為重要。我國建材工業自動化領域在這方面的工作是卓有成效的，研制開發的眾多專用儀器設備基本上能夠滿足建材工業自動化的要求，在物料成分的工業分析方面，與國外先進水平差距不大，而且一些成果很有自己的特色，同位素X熒光分析我們有著一定的優勢，近幾年來國際上大量推廣并激烈競爭的小型X熒光光譜儀也進入了我國市場，但我們已在進行同類儀器的研究開發，并拿出了初步樣機。國際上近幾年來出現了分析儀器一體化或功能集成化的趨勢，如美國ARL公司推出了集X熒光與X衍射于一身的水泥分析儀，不僅可以分析各種水泥物料的成分，而且可以進行游離氧化鈣含量的分析；英國牛津公司推出了能量色散和波長色散合二為一的MDX熒光分析儀。我國目前尚未開展此類工作。特別需要強調的是：在線檢測技術應引起我們的高度重視，在線檢測技術的突破，有可能在很大程度上改變建材生產企業的面貌。

3通過自動化降低投資

隨著自動化技術的進步，特別是一些重要參數在線分析檢測的實現，自動化已不再僅僅是對生產過程的控制方法和手段，而是真正成為全部工藝裝備中不可分割的組成部分，可以通過自動控制的有效作用，簡化或替代某些工藝裝備，從而大大降低生產成本和建設投資。如中國建筑材料科學研究院研制生產的在線鈣鐵分析儀雖然只能連續在線分析水泥生料中氧化鈣和三氧化二鐵的含量，但與多元素分析儀或小型多道X熒光光譜儀聯合使用，卻能顯著提高均化系數，使得生料均化庫的簡化成為可能。再如，美國MATRAX公司推出的中子活化在線物料成分分析儀，雖然售價高達數十萬美元，卻可以替代預均化堆場并降低對均化設備的要求，從根本上解決生料的配料和均化問題，從而大大降低生產線建設的總投資。

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