一 前言
　　 在自動(dòng)化工程項(xiàng)目中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是整個(gè)工程的靈魂。因此行之有效的方案，無(wú)論是在提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率的保證，同時(shí)也是有效降低工程投資和運(yùn)行成本的關(guān)鍵。
　　
　　二 問(wèn)題的提出
　　 隨著工程市場(chǎng)的開(kāi)放，信息的渠道的廣泛，工程競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越嚴(yán)重。招標(biāo)單位希望節(jié)省更多的工程投資，同樣投標(biāo)單位希望獲得工程合同以及相應(yīng)的效益，這種投資方和承建方之間的矛盾越來(lái)越突出。同時(shí)隨著更多投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)單位的不斷的加入，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越演越激烈，zui終出現(xiàn)了高運(yùn)作費(fèi)用下的低價(jià)中標(biāo)現(xiàn)象。再次現(xiàn)象中，中標(biāo)單位為了維持應(yīng)有的利潤(rùn)，不斷的降低系統(tǒng)的配置，造成產(chǎn)品質(zhì)量低下為后期的系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)了種種隱患。zui后投標(biāo)單位雖然投資額降低了，可是并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)物美價(jià)廉；同樣，中標(biāo)方也因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題造成回款難度大，信譽(yù)降低的困境。為了很好地解決以行的矛盾，實(shí)現(xiàn)加以雙方的互惠合作，公司在多年的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了“以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”設(shè)計(jì)方案，有效的保證了雙方的互惠合作。
　　
　　三 設(shè)計(jì)方案說(shuō)明
　　 在傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中，中標(biāo)方一方面因?yàn)榧夹g(shù)原因，另一方面因?yàn)檎J(rèn)識(shí)的局限性和具體工作布置中缺乏統(tǒng)一的管理，造成我承接什么思考什么的局面。因而很難從相關(guān)專(zhuān)業(yè)的整體上進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，造成了工程籌建投資和后期生產(chǎn)的綜合成本增加。
　　
　　 “以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”設(shè)計(jì)方案就是立足于承接項(xiàng)目，綜合審視工程全貌，以降低綜合成本為中心展開(kāi)設(shè)計(jì)工作。在這種方案下，設(shè)計(jì)是充分考慮了選型、方案、制作、施工、后期使用等問(wèn)題，以設(shè)計(jì)為中心，從多方面調(diào)整、協(xié)調(diào)從而達(dá)到降低綜合成本的目的。
　　
　　四 實(shí)現(xiàn)
　　 “以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”是通過(guò)在設(shè)計(jì)中充分考慮以下問(wèn)題的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙方互惠的：
　　? 合理的進(jìn)行項(xiàng)目的配置選型
　　? 根據(jù)工程中受控設(shè)備的生產(chǎn)工作的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)
　　? 采用更*的控制方案
　　? 以設(shè)計(jì)來(lái)規(guī)范制作
　　1 合理的進(jìn)行項(xiàng)目的配置選型
　　 在工程現(xiàn)場(chǎng)，用戶(hù)往往希望通過(guò)提高系統(tǒng)的器件配置，來(lái)獲得好的生產(chǎn)保證?？墒菍?duì)于不同的工程現(xiàn)場(chǎng)及應(yīng)用，盲目的提高器件配置，不一定能夠得到良好的生產(chǎn)保障，卻肯定地增加了工程的投資。
　　一個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定不僅僅取決于期間的檔次和質(zhì)量，更取決有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、使用維護(hù)、安裝情況、調(diào)試質(zhì)量等諸多的因素。
　　同時(shí)因?yàn)橛脩?hù)自身因素，往往使得高配置并沒(méi)有起到能，甚至高配置下的高性能閑置不用，造成了選型浪費(fèi)。
　　另外高配置往往也是是器件經(jīng)銷(xiāo)商通過(guò)設(shè)計(jì)院所的業(yè)務(wù)選型，直接增加了投資。
　　 因此在工程器件設(shè)計(jì)選型中，我公司主張適合工程應(yīng)用為選用原則，并同時(shí)考慮器件選型的統(tǒng)一和技術(shù)的普遍性，而不盲目的追求次高配置。
　?。?） 適合工程應(yīng)用：
　　 從高爐自動(dòng)化涉及的電動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，主要以電磁拖動(dòng)為主的電機(jī)。如閥門(mén)電機(jī)、振動(dòng)篩電機(jī)、皮帶電機(jī)。閥門(mén)電機(jī)因生產(chǎn)工藝原因，并不經(jīng)常動(dòng)作，往往一次動(dòng)作后很長(zhǎng)時(shí)間保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)；振篩電機(jī)雖然為頻繁起動(dòng)電機(jī)，可是他們的間歇周期長(zhǎng)（幾分鐘甚至更多），動(dòng)作時(shí)間短（一分鐘左右）；皮帶電機(jī)為常動(dòng)電機(jī)，不存在頻繁啟動(dòng)。同時(shí)他們又一個(gè)共同點(diǎn)就是容量小，啟動(dòng)電流小，電磁沖擊小。因此這些電動(dòng)設(shè)備對(duì)他們的電磁拖動(dòng)器件的性能要求不高，按低壓電器*的標(biāo)準(zhǔn)，采用國(guó)產(chǎn)中檔產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)市也是可靠的方案。
　　 以上電機(jī)占了高爐自動(dòng)化生產(chǎn)的主要部分。在系統(tǒng)中也存在著個(gè)別特種電機(jī)，如料車(chē)電機(jī)（變頻）、探尺電機(jī)（直流）、布料器電機(jī)（變頻）、料流閥和傾角電機(jī)（伺服電機(jī)）。對(duì)于這些電機(jī)需要采用特殊的拖動(dòng)原件?？紤]到新型控制器件國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不夠完備、相同容量下進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)價(jià)格相當(dāng)?shù)囊蛩?，采用進(jìn)口拖動(dòng)器件，但電源仍采用國(guó)產(chǎn)器件。
　　（2）應(yīng)用技術(shù)成熟
　　 這主要正對(duì)高技術(shù)含量的器件選型，比如PLC、變頻器、直流調(diào)速、伺服控制器。在冶金行業(yè)，PLC以西門(mén)子產(chǎn)品為主，占據(jù)著市場(chǎng)80%的份額，同樣變頻器主要以施耐得、直流調(diào)速以西門(mén)子、伺服以日本山洋為主?？紤]到器件應(yīng)用廣泛、應(yīng)用技術(shù)成熟，技術(shù)人員群體穩(wěn)定，優(yōu)先選用以上器件。
　　
　　2 根據(jù)工程中受控設(shè)備的生產(chǎn)工作的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)
　　隨著工業(yè)自動(dòng)化控制的普及，工程現(xiàn)場(chǎng)控制主要體現(xiàn)在PLC的自動(dòng)生產(chǎn)控制和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)試、檢修維修為主的方式?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的生產(chǎn)效率主要通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制和快捷的設(shè)備維修檢修來(lái)保證。因此在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分考慮這一特點(diǎn)，從在自動(dòng)控制程序和電氣設(shè)計(jì)兩方面著手，設(shè)計(jì)相適應(yīng)的控制系統(tǒng)，在保證功能的基礎(chǔ)上降低綜合成本。
　?。?）自動(dòng)化程序設(shè)計(jì)
　　 在程序設(shè)計(jì)中，除了完成主要的生產(chǎn)控制功能，更主要的體現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的保障功。因此在程序中設(shè)計(jì)良好的人機(jī)信息交流程序。在故障發(fā)生時(shí)，通過(guò)程序的自主分析診斷，為生產(chǎn)者提供盡可能詳細(xì)的故障信息，降低故障排查的時(shí)間，從而提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率降低生產(chǎn)成本。
　?。?）電氣控制回路設(shè)計(jì)
　　 因?yàn)樽詣?dòng)化系統(tǒng)的原因，系統(tǒng)電氣回路的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)控制上。同時(shí)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)器件多且工況不好以及回路復(fù)雜，造成因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)控制導(dǎo)入的故障成為生產(chǎn)過(guò)程中故障的主要部分。因此有效的簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)控制是降低成本和提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的有效途徑。
　　在設(shè)計(jì)中，我們采用以下方式簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制回路：
　　A 按功能對(duì)設(shè)備進(jìn)行編組統(tǒng)一就地控制
　　 在生產(chǎn)設(shè)備中，往往是幾個(gè)設(shè)備共同組成一個(gè)功能組，協(xié)同完成同一個(gè)功能。在自動(dòng)化為主體的連鎖控制中，這一特點(diǎn)顯得尤為突出。針對(duì)這一情況，在就地設(shè)計(jì)中把統(tǒng)一功能下的設(shè)備當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)處理，設(shè)計(jì)一個(gè)控制箱。
　　 這樣做得好處是在不影響自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上能夠減少現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，減少施工的工時(shí)、施工的輔助材料的消耗。
　　能對(duì)控制電纜進(jìn)行合并，減少電纜的使用和配管的數(shù)量。同時(shí)也使控制柜內(nèi)電線電纜的數(shù)量降低一半，使控制柜整潔明了，便于維護(hù)。
　　B 對(duì)相鄰設(shè)備進(jìn)行就地集中控制
　　 同樣考慮到減少電氣設(shè)備的空間占用、減少電線電纜和施工消耗，對(duì)相鄰的設(shè)備在就地控制設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用合并控制箱的方式。采用這一方法的時(shí)候應(yīng)該在主令器件選型時(shí)從份考慮質(zhì)量保證。
　　C 針對(duì)維護(hù)維修、調(diào)試的目的進(jìn)行電路設(shè)計(jì)
　　 因?yàn)樵诂F(xiàn)在的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)場(chǎng)控制主要表現(xiàn)為設(shè)備的檢修、調(diào)試，而不是生產(chǎn)目的。因此在設(shè)計(jì)中，針對(duì)這一特點(diǎn)，圍繞保證設(shè)備的檢修、調(diào)試目的進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，盡量的降低控制回路的復(fù)雜性和器件的多樣化。這樣做一方面簡(jiǎn)化了電路，減少了故障點(diǎn)，更好的保證設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)也減少相應(yīng)的資金投入，如調(diào)試工時(shí)和后期維修工時(shí)。
　　D 采用不同型號(hào)的器件保證質(zhì)量
　　 以上的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)對(duì)控制用主令器件的高質(zhì)量要求。這里的高質(zhì)量要求不是指生產(chǎn)廠家，而是指器件的耐用性。
　　 因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)往往具有著高粉塵、雨淋、高振動(dòng)等不利因素，因此設(shè)計(jì)盡量避免對(duì)環(huán)境要求高的器件。在自鎖開(kāi)關(guān)上，設(shè)計(jì)采用LW5系列轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，而不采用對(duì)震動(dòng)、對(duì)環(huán)境要求高的按鈕開(kāi)關(guān)或是旋鈕開(kāi)關(guān)。當(dāng)然，也可以通過(guò)設(shè)計(jì)防塵箱體來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　3 采用更*的控制方案
　　 以上所說(shuō)雖然能夠在一定程度上降低電線電纜的投入、安裝調(diào)試和后期維護(hù)的投入，可是畢竟還不能做到zui大限度的降低綜合成本。我公司在總結(jié)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式，設(shè)計(jì)了*的“仿現(xiàn)場(chǎng)總線方式&分布式I/O方式的自動(dòng)化系統(tǒng)”。這一方案再不改變系統(tǒng)性能，不增加控制系統(tǒng)自身投資的前提下，大幅減少了電線電纜的消耗和安裝調(diào)試的投入，zui大限度的降低了工程的綜合成本。
　　4 以設(shè)計(jì)規(guī)范制作
　　 以上做法都是從方案角度出發(fā)的降低綜合成本的的，為了更好地從后期的維護(hù)通過(guò)降低維護(hù)難度提高生產(chǎn)效率，從制作規(guī)范目的出發(fā)在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，特別重視設(shè)備制作的設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)包括期間的排布設(shè)計(jì)、器件的接線圖設(shè)計(jì)、端子分布布局設(shè)計(jì)。
　　 其中通過(guò)器件的接線圖設(shè)計(jì)，不僅可以規(guī)范制作接線，同時(shí)也因?yàn)橐?guī)范化，為后期的維修提供了保障。
　　 通過(guò)對(duì)端子的布局設(shè)計(jì)，一方面保證了控制柜的電磁兼容的要求，更保證了安裝的上線規(guī)矩，布線層次分明，易于后期的電線電纜的工作開(kāi)展。
　　
　　五 總結(jié)
　　 “以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”設(shè)計(jì)方案能夠?yàn)橛脩?hù)提供低綜合成本的控制系統(tǒng)，為用戶(hù)在初期投資、早日投產(chǎn)達(dá)效、后期設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率等方面綜合降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本提供了良好的保證。
　　
　　公司簡(jiǎn)介:
　　 我公司主要承接高爐自動(dòng)化\煉鋼自動(dòng)化工程\皮帶秤配料系統(tǒng)\變頻工程\窯爐自動(dòng)化工程，以及稱(chēng)重儀表\皮帶秤儀表的銷(xiāo)售。
　　 我公司工程師從事冶金工程設(shè)計(jì)、調(diào)試工作已達(dá)七年之久，自主設(shè)計(jì)多套高爐及相關(guān)系統(tǒng)的自動(dòng)化及儀表控制系統(tǒng)，這些高爐包括：
　　序號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng) 工程范圍 系統(tǒng)配置 項(xiàng)目負(fù)責(zé)
　　1 *11#高爐?；到y(tǒng) ?；到y(tǒng)電氣儀表自動(dòng)化設(shè)計(jì)及軟件編程 PLC:s7300
　　組態(tài)：WINCC5.0
　　變頻：安川110kw變頻
　　儀表：EJA、E+H 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　2 唐山灤縣安泰鋼鐵燒結(jié) 36平燒結(jié)自動(dòng)化配料系統(tǒng) 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　
　　3 鞍山海城后英集團(tuán)燒結(jié) 36平燒結(jié)自動(dòng)化配料系統(tǒng) 西門(mén)子s7300組態(tài)：WINCC5.0
　　變頻：富士11kw變頻 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏、劉志勇
　　4 山西曲沃宇晉鋼鐵廠燒結(jié) 72平燒結(jié)自動(dòng)化配料系統(tǒng) 西門(mén)子s7300組態(tài)：WINCC5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 施工：鄭宏、蔡慧
　　5 石家莊敬業(yè)集團(tuán)豎爐 10豎爐自動(dòng)化配料系統(tǒng)改造 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏、劉志勇
　　6 唐山豐潤(rùn)天柱鋼鐵燒結(jié) 36平燒結(jié)自動(dòng)化配料系統(tǒng) 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏
　　7 唐山豐潤(rùn)天柱鋼鐵燒結(jié) 72平燒結(jié)自動(dòng)化配料系統(tǒng) 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏
　　8 內(nèi)蒙古赤峰遠(yuǎn)聯(lián)燒結(jié) 72平燒結(jié)儀表 用戶(hù) 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　施工：朱海城
　　9 秦皇島靖安安豐鋼鐵廠高爐 2座450高爐電氣儀表自動(dòng)化 西門(mén)子s7400組態(tài)：WINCC6.0
　　變頻：施耐得315kw變頻
　　儀表成套 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　編程：孟令科、于強(qiáng)
　　施工：劉志勇、鄭宏、寇?chē)?guó)海、朱海城、楊海濤
　　10 秦皇島靖安安豐鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐 2座45噸轉(zhuǎn)爐電氣儀表自動(dòng)化 西門(mén)子s7300組態(tài)：WINCC6.0
　　變頻：富士220kw變頻
　　儀表成套 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇、羅
　　編程：楊希軍
　　施工：劉志勇、鄭宏、寇?chē)?guó)海、朱海城、楊海濤
　　11 秦皇島靖安安豐鋼鐵廠燒結(jié) 3座72平燒結(jié)儀表 儀表：E+H、唐山智德 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：林月強(qiáng)
　　施工：朱海城
　　12 秦皇島靖安安豐豎爐 3座10平豎爐儀表 儀表：E+H、唐山智德 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：林月強(qiáng)
　　施工：朱海城
　　13 唐山豐南友明鋼廠 2座35噸轉(zhuǎn)爐電氣儀表自動(dòng)化 儀表：E+H、百特 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　施工：王冀東
　　14 遷安眾和求團(tuán)廠 1座10平豎爐儀表 儀表：E+H、百特 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：林月強(qiáng)
　　施工：朱海城
　　15 唐山國(guó)豐3號(hào)高爐 儀表自動(dòng)化 儀表：E+H、百特 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉燦軍
　　施工：鄭宏、侯*、郭齊
　　16 山東泗水鋼鐵公司 高爐儀表自動(dòng)化 儀表：EJA、百特 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉燦軍
　　施工：白賀英、侯*、郭齊
　　17 豐南瑞豐鋼鐵 1座10平豎爐儀表 儀表：EJA、百特 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：王冀東
　　施工：白賀英、侯*、郭齊
　　18 包頭吉鑫鋼鐵公司 50T轉(zhuǎn)爐儀表工程 儀表：E+H、百特 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：王冀東編程：楊希軍
　　施工：白賀英、侯*、郭齊
　　19 唐山灤南鵬程高爐 1座600高爐電氣儀表自動(dòng)化 西門(mén)子s7300組態(tài)：WINCC6.0
　　變頻：施耐得400kw變頻
　　儀表成套 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：劉志勇
　　 同時(shí)我公司為完善技術(shù)體系，編寫(xiě)了高爐自動(dòng)化方案、轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化方案、皮帶秤配料方案、皮帶秤調(diào)試總結(jié)、“仿現(xiàn)場(chǎng)總線方式&分布式I/O方式的高爐自動(dòng)化系統(tǒng)”方案、伺服電機(jī)控制、變頻調(diào)速等技術(shù)資料，以服務(wù)于用戶(hù)的技術(shù)培訓(xùn)和后期技術(shù)管理。