施耐德水泥行业解决方案手册

整合的系统工具

我们的整体解决方案是基于一整套综合工具，可以来优化设计、监控和管理，帮助您达到最大生产率。这些工具采用了市场最优性能的组件和软件，能够确保您的投资可靠、稳定，并且高盈利。

开放的通讯网络

基于TCP/IP 的系统为企业的各个环节提供了最大程度的开放和透明。以太网扩展了组件范围，从而简化了您的总体基础设施通讯，同时通过企业级通讯确保了信息的连贯，简化了工厂系统的集成。

控制好新建和扩建项目成本，是未来发展战略的关键问题。

面对未来的市场挑战，您是否能够游刃有余

l

以最优化成本新建或改造水泥厂

“的系统帮助我们显著缩短了编程和安装时间，使我们能够更好地控制各个阶段的工作，避免了厂区延期投入运行。气过程控制系统非常全面，并且能与的技术规范一致，同时开放式过程控制系统本身可以编写大部分PLC 和HMI 程序，从而消除大多数漏洞并缩短开发时间。”

您还在为过多的设计工作烦恼吗？

我们的自动化系统及水泥行业专用功能模块都经过了检测和验证。从设计到调试阶段，这些成熟的解决方案都能够节省您的时间。

您还在进行不必要的重复劳动吗？

通过我们的系统设计工具和专业水泥功能模块库，您可以在创建新厂区及进行自动化改造或扩展的过程中

充分利用已有的最佳实践成果。

1 至 3 年

平均只需1到3年即可收回熟料过程控制系统和能源管理系统的投资成本。

S. Y . Chang

资深电气和自动化工程师

品质，源于过程优化与控制

我们的过程控制和优化系统，可以保证您的水泥产品具有最佳质量：- 优化原材料的调配

- 改进气流、温度、重量、压力、排放物的测量和控制，实现物料平衡和合理使用能量- 提高研磨、燃烧和传送操作效果- 改善现场仪表的管理

节约，是基于监控与维护

通过监控工具对您的维护过程进行关键点分析，预见到可能出现的故障。一方面，可以最大限度减少计划外维护操作和相关的生产停运；另一方面，您可以自己设置维护操作，加速设备的重启。

合理决策，来自于准确的信息

为了保证产品质量，优化设施配置，降低成本，还需要在自动化和监控之外采取相关措施。我们的生产执行系统（MES ）是专业智能工具，可以帮助用户寻找潜在的机遇进而：- 提高生产业绩- 提高利润和竞争能力

MES 解决方案可以为管理人员、企业、IT 部门、工厂和生产单位提供各个层次的实时数据，并以此做出合理决策。

您所生产的水泥的质量直接决定了您的客户使用的混凝土的质量。生产过程的故障，会导致巨大经济损失。控制好（甚至准确预估）每一步操作的进展，在第一时间采取干预措施，并采用高质量的管理工具，可有效地优化产品质量并提高生产率。

设想一下您所有可能的收益

l 提高产品质量和生产效率

30%

在非洲的水泥生产行业，有30%的矿物燃料被替代型能源（咖啡豆壳）所取代。

5%

采用高级过程优化和控制，将耗电量减少了5%

。

Process control and energy ef ?ciency go

过程控制，让节能易如反掌

在生产水泥的过程中，研磨是最重要的步骤之一。如果研磨过度，不仅会降低成品的强度，而且还会消耗不必要的电能。您可以通过合适的过程控制和监测功能来确保成品品质，同时将能耗降至最低。

80%

在水泥行业中，80%的耗电来自机器和设备。

能源管理，让节能更上一层楼

减少能耗与经济效益密切相关。借助能源管理技术，可以全面了解电气设备的情况，调节能耗峰值，检测异常的耗电模式，并发出设备故障信号。这些技术还可以帮助您进行测量、监控和快速干预操作，从而尽可能增加能源的可靠性和可用性。

水泥生产所消耗的能源约占全球总能耗的1%。对于水泥生产商来说，挑战来自于越来越重的经济和环境压力，必须通过合理的方式尽量减少能耗。为了实现节能目标，可以考虑采用优化生产过程和提高能效这两种途径。

节能是竞争的起跑线

l 优化能源结构

35 至 40%能源（电能和燃料）成本在生产成本中所占的比重高达到了35%到40%。

优化电机，使节能效果立竿见影

借助变频器，可以对电机的能效进行良好的优化，就像在厂房内普遍采用的风机、泵和传送带变速传动一样。它们具有立竿见影的效果：

- 可以降低能耗

- 通过向自动化系统发送实时反馈信息，优化过程控制，改善烧窑和磨厂操作

- 增加了电机的使用寿命，减少了维护成本持续供电，使高效生产畅通无阻

如果生产系统出现电气故障，就需要马上停止生

产。这些停运所造成的时间和经济损失可能是无法

弥补的。如果使用配备了不间断电源的安全动力系

统，则可以在断电的情况下继续保持正常的生产。

J. M.

墨西哥的电气和自动化工程师

“我们现在可以通过CEMEX的内部网24/7为所有相关

人员提供用电信息。

对于我们的操作车间来说，施耐德电气提供的MES

是一个重要的信息工具，它可以迅速、准确地收集信

息，并自动生成能源报告，无需人工记录数据，也就

避免了出现人为错误的可能性。

另外我们还根据MES信息采取合适的电能需求和功率

因数控制。电气系统提供的历史数据对维护部

门来说非常重要，因为维护经理可以随时获得包括电

压、电流、电能质量在内的详细参数，并根据这些信

息安排预防性维护日程，或者根据电能质量和可靠性

信息采取纠正措施，减少停运时间。”

可持续发展对水泥行业影响深远，其中包括气候变化、空气和水污染、自然资源管理、生产人员的健康和安全等方面。

协助您履行承诺

l 减少对环境的影响

应对挑战，减排是关键

可以通过优化整个生产流程（主要是燃烧过程）和减少能耗来降低气体排放量。采用我们的综合自动化系统平台以及第三方气体监控系统，您可以获取关于气体排放量的实时数据，以便及时采取行动，减少气体排放量，保护我们的环境。

Eric Pilaud

施耐德电气战略、客户和技术部门执行副总裁

“施耐德电气公司通过整体解决方案来提高能效，减少能耗。我们与客户共同努力提高建筑、工业、基础设施或住宅中的能效。我们还为客户提供高于环境法规要求的产品和解决方案。对水泥行业来说，我们建议客户通过能源审计来提高能效，并通过创建控制和管理解决方案，降低5%的能耗。”

操作安全，基于可靠的系统

在水泥行业，配电系统必须为人员和设备提供高度安全保障，尤其应该具有耐用和可靠的特点，即使在恶劣的环境中也能24/7运转，在进行例行维护操作的时候也要保证安全。高级自动化系统也是一样，它们必

须确保过程操作安全，以及最佳工作和安全条件。

5%

水泥行业排放的二氧化碳占全球人为二氧化碳排量的5%

施耐德电气的解决方案

在每个阶段都能达到增值目标

施耐德电气整体解决方案

一家供应商即可满足您的主要需求

了市场上最出色的工具。这些由我们研发的

工具有良好的互补性，能够简化您的技术工

作，在水泥厂的所有环节提高生产率。

配电和关键电力系统

确保不间断操作的可靠方案

在规划水泥工厂的过程中，必须精确分析您的需求

并预估未来发展情况，以便选择合适的电气安装设

计方案。

施耐德电气在配电领域是全球领先企业，为客户提供

业内最佳的解决方案，满足最严格的要求：

- 低压配电设备和系统

- 电动机回路的保护和控制

- 中/高压配电设备和系统

- 电力监控系统

不间断供电

对于生产过程中最关键的环节来说，使用不间断电源

（UPS）和/或发电机组是避免出现生产停运风险的

途径。

我们的高功率不间断电源因其出色的质量和便于集成

到所有工业高性能配电系统而闻名。它们综合了监视

和控制功能，可以进行自我监控，显示电池状态等。

Okken

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时间更节省，品质不打折

如果您能综合利用所有资源以缩短项目开发周期，将会因此而受益匪浅。

基于此我们设计了标准的自动化和控制系统，这些系统与相关过程的复杂性以及每天的产量密切相关。

它们涵盖整个生产过程，能够满足您在安装、生产和维护等方面的具体要求和期望。这些体系都经过了检测和验证，在使用中您完全没有后顾之忧。

标准的水泥控制系统体系（5,000~10,000 t/d ）

高性能，高盈利

典型水泥厂自动化控制系统结构

远程OWS

SCADA 服务器

Historian 服务器

效率是厂房运营的核心

与您的生产环境完美契合

泥用户的关键需求：

> > 具备高端过程控制功能与高级运算功能 用功能）

> 项目的调试与维护成本

> 灵活的编程语言可以满足各种不同编程习惯与需求

以太网的开放性与集成性

（Pro ?bus 、Modbus 、Hart 和Foundation 线）等。

可视化的工艺过程

随着工艺过程复杂程度的不断加深，需要按照具体工艺过程面向对象进行结构化建模从而对工程设计进行优化。

制系统（PLC ）和监控系统（SCADA 复使用。

过程优化和控制

提高您的生产效率

嵌入在设备中的定制页面可以复制过程页面

厂区监控+维护工具

全面控制生产

使用监控工具，可以对现场变量进行便捷、完整和透明的访问。并通过用户友好页面来显示这些信息。因此，您的操作人员能够清楚地了解相关过程，并在此基础上制定和实施适用的方案来优化生产效率。通过使用多CPU 或超线程技术机器，可以提高监控系统的性能。

在启动的时候，系统可以自动在多个CPU 上创建分离的组件，从而提高系统性能和稳定性。

同时，也可以在不影响生产情况下修改配置。

您可以通过网络浏览器借助于集成在PLC 中的Web 服务器对自动化控制设备进行远程访问。

您可以创建定制的Web 页面并监控设备或工艺过程，如果需要，还可以控制其运行。如果出现相关事件，邮件服务器会自动为操作者生成变量或报警消息。您可以在以太网中任何一处对仪表或其它设备（比如电机保护继电器）实现资产管理。

以太网和Web

在合适的时间做出合适的决策

MES （生产执行系统）

流程覆盖

生料制备,熟料煅烧,水泥粉磨,混料包装等

客户业绩

Adelaide Brighton Cement 等

施耐德MES 在水泥行业关注于提高水泥生产主体设备的可用生产时间，发现并减少计划外设备停机，通过实时数据分析来获得管理改善的第一手资料，最终提高产能和设备效率。

规划者

您可以在工厂环境任务中综合ERP

维护活动、等待时间。

知识

Historian 工具

MES 决策。

因为我们的解决方案具有开放和灵活的特点，所以很容易将自动化系统和气体排放监控系统连接起来。通过以太网路由器和可定制Web 服务器可以方便地集成带有基本通讯功能的设备。

这样您就可以访问气体排放系统，并根据标准Web 浏览器产生的图形进行正确的控制操作。

在有重要事件发生时，系统会通过服务器电子邮件功能通知您。

从此类设备收集的所有信息都会与工厂监控和管理系统互动，以便进行监控，生成报告，最重要的是采取实时措施。

第三方设备的完美集成

减少气体排放量

必不可少的因素，可以帮助您降低能耗

我们的“节能增效”解决方案采用了面向全局的累进方法。

“全局”的意思是这些方案不仅要降低能耗和优化成本，而且要提高能源的可靠性和利用率。

“累进”的意思是在新厂房扩建或改建的过程中，我们的系统很容易根据厂房需求进行扩展和升级。

节能和减少生产停运的重要渠道

我们的IMCC （智能马达控制中心）解决方案采用了最佳网络体系、电机保护功能和变频器。IMCC 实现了智能化电机控制：

- 基于网络的系统具有高度可用性，潜在的故障点更少- 因为具有远程访问功能并改进了问题识别机制，所以停运更少

- 可用信息更多，可以帮助用户进行有效的决策- 通过使用高性能变频器节约能源-

基于多个网络的灵活解决方案

为盈利提供新的动力

节能增效

高性能管理系统

我们的能源管理系统综合了在以太网上操作的软件和硬件方案，可以在一个工厂部署，也可以同时在一个企业的多个厂区内应用。

该系统可以始终监控配电网络以及设备和设施的关键点。为相关人员随时随地提供信息。

将MES （生产执行系统）和能源管理系统结合起来，可以进行有效的决策。在很短时间内即可实现可量化的投资回报。

系统非常灵活，可以根据您的环境和工作流程来调整。特别是：

- 全球最先进的能源监测仪表

- 模块式设备，可以根据现场情况进行方便的调整，调整成本非常低

- 嵌入式内存，可以避免数据丢失- 符合工业标准和国际认证- 生成能源质量报告

- 优化安装和总体拥有成本很低

线

实施方案

某水泥厂的窑尾排风机电机为6KV 供电的三相异步电动机，功率为400KW 。原生产过程中，根据窑内加料多少及窑身转速，通过调整风门档板开度对排风机的风量进行调整，保证窑头炉内温度控制在900°C 左右。由于排风机电动机设计裕度较大，正常生产过程中，风门档板开度在40％左右，风门挡板两侧风压差较大造成较大的节流损失。

在风机变频调速系统中，风量可以根据实际需要进行调整。变频器接收控制系统4-20mA 的指令信号，调节风机风量，从而实现变频系统的自动调节。

技术效果

该窑尾排风机为6KV 的高压电机，负载为离心式风机，其基础数据为：工作电压6KV ，额定功率为400 KW ，平均工作电流26A ，功率因数为0.84，平均挡板开度为40％。通过对该排风机电动机进行变频调速改造，现运行方式为风门挡板全开，通过变频来调节风机转速，从而达到调整排风机风量的目的。变频改造前后的运行数据如下：

● Unity 软硬件自动化平台：、

●

Quantum SCADA 系统：

5000T/D 水泥熟料生产改造前

改造后

平均功耗（KW ）188906kV 侧输入电流（A ）26

9起动方式定子串电抗器降压变频起动冲击大无风门开度40％100％风机噪声大小轴承温升

高

低

改造后比改造前的功耗下降98kW ，为企业节约了大量的电费，带来了巨大的经济效益。

典型节能案例：变频改造产生巨大的节能效果