一 前言
　　 在自動化工程項目中，系統(tǒng)設(shè)計方案是整個工程的靈魂。因此行之有效的方案，無論是在提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率的保證，同時也是有效降低工程投資和運行成本的關(guān)鍵。
　　
　　二 問題的提出
　　 隨著工程市場的開放，信息的渠道的廣泛，工程競爭也越來越嚴(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越突出。同時隨著更多投標(biāo)競爭單位的不斷的加入，市場競爭越演越激烈，zui終出現(xiàn)了高運作費用下的低價中標(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，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)運行帶來了種種隱患。zui后投標(biāo)單位雖然投資額降低了，可是并沒有實現(xiàn)物美價廉；同樣，中標(biāo)方也因為質(zhì)量問題造成回款難度大，信譽降低的困境。為了很好地解決以行的矛盾，實現(xiàn)加以雙方的互惠合作，公司在多年的工程設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出了“以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”設(shè)計方案，有效的保證了雙方的互惠合作。
　　
　　三 設(shè)計方案說明
　　 在傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，中標(biāo)方一方面因為技術(shù)原因，另一方面因為認(rèn)識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)專業(yè)的整體上進行方案的設(shè)計，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)計方案就是立足于承接項目，綜合審視工程全貌，以降低綜合成本為中心展開設(shè)計工作。在這種方案下，設(shè)計是充分考慮了選型、方案、制作、施工、后期使用等問題，以設(shè)計為中心，從多方面調(diào)整、協(xié)調(diào)從而達到降低綜合成本的目的。
　　
　　四 實現(xiàn)
　　 “以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”是通過在設(shè)計中充分考慮以下問題的基礎(chǔ)上實現(xiàn)雙方互惠的：
　　? 合理的進行項目的配置選型
　　? 根據(jù)工程中受控設(shè)備的生產(chǎn)工作的特點，設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)
　　? 采用更*的控制方案
　　? 以設(shè)計來規(guī)范制作
　　1 合理的進行項目的配置選型
　　 在工程現(xiàn)場，用戶往往希望通過提高系統(tǒng)的器件配置，來獲得好的生產(chǎn)保證?？墒菍τ诓煌墓こ态F(xiàn)場及應(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)計方案、使用維護、安裝情況、調(diào)試質(zhì)量等諸多的因素。
　　同時因為用戶自身因素，往往使得高配置并沒有起到能，甚至高配置下的高性能閑置不用，造成了選型浪費。
　　另外高配置往往也是是器件經(jīng)銷商通過設(shè)計院所的業(yè)務(wù)選型，直接增加了投資。
　　 因此在工程器件設(shè)計選型中，我公司主張適合工程應(yīng)用為選用原則，并同時考慮器件選型的統(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：
　　 從高爐自動化涉及的電動設(shè)備來說，主要以電磁拖動為主的電機。如閥門電機、振動篩電機、皮帶電機。閥門電機因生產(chǎn)工藝原因，并不經(jīng)常動作，往往一次動作后很長時間保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)；振篩電機雖然為頻繁起動電機，可是他們的間歇周期長（幾分鐘甚至更多），動作時間短（一分鐘左右）；皮帶電機為常動電機，不存在頻繁啟動。同時他們又一個共同點就是容量小，啟動電流小，電磁沖擊小。因此這些電動設(shè)備對他們的電磁拖動器件的性能要求不高，按低壓電器*的標(biāo)準(zhǔn)，采用國產(chǎn)中檔產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)市也是可靠的方案。
　　 以上電機占了高爐自動化生產(chǎn)的主要部分。在系統(tǒng)中也存在著個別特種電機，如料車電機（變頻）、探尺電機（直流）、布料器電機（變頻）、料流閥和傾角電機（伺服電機）。對于這些電機需要采用特殊的拖動原件?？紤]到新型控制器件國內(nèi)技術(shù)尚不夠完備、相同容量下進口和國產(chǎn)價格相當(dāng)?shù)囊蛩?，采用進口拖動器件，但電源仍采用國產(chǎn)器件。
　?。?）應(yīng)用技術(shù)成熟
　　 這主要正對高技術(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以西門子產(chǎn)品為主，占據(jù)著市場80%的份額，同樣變頻器主要以施耐得、直流調(diào)速以西門子、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，設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)
　　隨著工業(yè)自動化控制的普及，工程現(xiàn)場控制主要體現(xiàn)在PLC的自動生產(chǎn)控制和現(xiàn)場手動調(diào)試、檢修維修為主的方式。現(xiàn)場設(shè)備的生產(chǎn)效率主要通過自動控制系統(tǒng)的控制和快捷的設(shè)備維修檢修來保證。因此在控制系統(tǒng)設(shè)計中，充分考慮這一特點，從在自動控制程序和電氣設(shè)計兩方面著手，設(shè)計相適應(yīng)的控制系統(tǒng)，在保證功能的基礎(chǔ)上降低綜合成本。
　?。?）自動化程序設(shè)計
　　 在程序設(shè)計中，除了完成主要的生產(chǎn)控制功能，更主要的體現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)率的保障功。因此在程序中設(shè)計良好的人機信息交流程序。在故障發(fā)生時，通過程序的自主分析診斷，為生產(chǎn)者提供盡可能詳細的故障信息，降低故障排查的時間，從而提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)率降低生產(chǎn)成本。
　?。?）電氣控制回路設(shè)計
　　 因為自動化系統(tǒng)的原因，系統(tǒng)電氣回路的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在現(xiàn)場控制上。同時因為現(xiàn)場器件多且工況不好以及回路復(fù)雜，造成因為現(xiàn)場控制導(dǎo)入的故障成為生產(chǎn)過程中故障的主要部分。因此有效的簡化現(xiàn)場控制是降低成本和提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率的有效途徑。
　　在設(shè)計中，我們采用以下方式簡化現(xiàn)場設(shè)備和控制回路：
　　A 按功能對設(shè)備進行編組統(tǒng)一就地控制
　　 在生產(chǎn)設(shè)備中，往往是幾個設(shè)備共同組成一個功能組，協(xié)同完成同一個功能。在自動化為主體的連鎖控制中，這一特點顯得尤為突出。針對這一情況，在就地設(shè)計中把統(tǒng)一功能下的設(shè)備當(dāng)作一個整體來處理，設(shè)計一個控制箱。
　　 這樣做得好處是在不影響自動控制的基礎(chǔ)上能夠減少現(xiàn)場設(shè)備，減少施工的工時、施工的輔助材料的消耗。
　　能對控制電纜進行合并，減少電纜的使用和配管的數(shù)量。同時也使控制柜內(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。
　　B 對相鄰設(shè)備進行就地集中控制
　　 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，對相鄰的設(shè)備在就地控制設(shè)計時盡量采用合并控制箱的方式。采用這一方法的時候應(yīng)該在主令器件選型時從份考慮質(zhì)量保證。
　　C 針對維護維修、調(diào)試的目的進行電路設(shè)計
　　 因為在現(xiàn)在的自動化工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)場控制主要表現(xiàn)為設(shè)備的檢修、調(diào)試，而不是生產(chǎn)目的。因此在設(shè)計中，針對這一特點，圍繞保證設(shè)備的檢修、調(diào)試目的進行電氣設(shè)計，盡量的降低控制回路的復(fù)雜性和器件的多樣化。這樣做一方面簡化了電路，減少了故障點，更好的保證設(shè)備的運轉(zhuǎn)；同時也減少相應(yīng)的資金投入，如調(diào)試工時和后期維修工時。
　　D 采用不同型號的器件保證質(zhì)量
　　 以上的實現(xiàn)都離不開對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。
　　 因為現(xiàn)場往往具有著高粉塵、雨淋、高振動等不利因素，因此設(shè)計盡量避免對環(huán)境要求高的器件。在自鎖開關(guān)上，設(shè)計采用LW5系列轉(zhuǎn)換開關(guān)，而不采用對震動、對環(huán)境要求高的按鈕開關(guān)或是旋鈕開關(guān)。當(dāng)然，也可以通過設(shè)計防塵箱體來實現(xiàn)。
　　3 采用更*的控制方案
　　 以上所說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)計的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場總線控制方式，設(shè)計了*的“仿現(xiàn)場總線方式&分布式I/O方式的自動化系統(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通過降低維護難度提高生產(chǎn)效率，從制作規(guī)范目的出發(fā)在圖紙設(shè)計時，特別重視設(shè)備制作的設(shè)計。這些設(shè)計包括期間的排布設(shè)計、器件的接線圖設(shè)計、端子分布布局設(shè)計。
　　 其中通過器件的接線圖設(shè)計，不僅可以規(guī)范制作接線，同時也因為規(guī)范化，為后期的維修提供了保障。
　　 通過對端子的布局設(shè)計，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展。
　　
　　五 總結(jié)
　　 “以工程綜合成本為中心的控制系統(tǒng)”設(shè)計方案能夠為用戶提供低綜合成本的控制系統(tǒng)，為用戶在初期投資、早日投產(chǎn)達效、后期設(shè)備運轉(zhuǎn)率等方面綜合降低運轉(zhuǎn)成本提供了良好的保證。
　　
　　公司簡介:
　　 我公司主要承接高爐自動化\煉鋼自動化工程\皮帶秤配料系統(tǒng)\變頻工程\窯爐自動化工程，以及稱重儀表\皮帶秤儀表的銷售。
　　 我公司工程師從事冶金工程設(shè)計、調(diào)試工作已達七年之久，自主設(shè)計多套高爐及相關(guān)系統(tǒng)的自動化及儀表控制系統(tǒng)，這些高爐包括：
　　序號 項目名稱 工程范圍 系統(tǒng)配置 項目負責(zé)
　　1 *11#高爐粒化渣系統(tǒng) ?；到y(tǒng)電氣儀表自動化設(shè)計及軟件編程 PLC:s7300
　　組態(tài)：WINCC5.0
　　變頻：安川110kw變頻
　　儀表：EJA、E+H 圖紙設(shè)計：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)自動化配料系統(tǒng) 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　
　　3 鞍山海城后英集團燒結(jié) 36平燒結(jié)自動化配料系統(tǒng) 西門子s7300組態(tài)：WINCC5.0
　　變頻：富士11kw變頻 圖紙設(shè)計：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)自動化配料系統(tǒng) 西門子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)集團豎爐 10豎爐自動化配料系統(tǒng)改造 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏、劉志勇
　　6 唐山豐潤天柱鋼鐵燒結(jié) 36平燒結(jié)自動化配料系統(tǒng) 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏
　　7 唐山豐潤天柱鋼鐵燒結(jié) 72平燒結(jié)自動化配料系統(tǒng) 組態(tài)：MCGS5.0
　　變頻：富士11kw變頻
　　儀表：GD65 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　編程：劉志勇
　　施工：鄭宏
　　8 內(nèi)蒙古赤峰遠聯(lián)燒結(jié) 72平燒結(jié)儀表 用戶 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　施工：朱海城
　　9 秦皇島靖安安豐鋼鐵廠高爐 2座450高爐電氣儀表自動化 西門子s7400組態(tài)：WINCC6.0
　　變頻：施耐得315kw變頻
　　儀表成套 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　編程：孟令科、于強
　　施工：劉志勇、鄭宏、寇國海、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)爐電氣儀表自動化 西門子s7300組態(tài)：WINCC6.0
　　變頻：富士220kw變頻
　　儀表成套 圖紙設(shè)計：劉志勇、羅
　　編程：楊希軍
　　施工：劉志勇、鄭宏、寇國海、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 圖紙設(shè)計：林月強
　　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 圖紙設(shè)計：林月強
　　施工：朱海城
　　13 唐山豐南友明鋼廠 2座35噸轉(zhuǎn)爐電氣儀表自動化 儀表：E+H、百特 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　施工：王冀東
　　14 遷安眾和求團廠 1座10平豎爐儀表 儀表：E+H、百特 圖紙設(shè)計：林月強
　　施工：朱海城
　　15 唐山國豐3號高爐 儀表自動化 儀表：E+H、百特 圖紙設(shè)計：劉燦軍
　　施工：鄭宏、侯*、郭齊
　　16 山東泗水鋼鐵公司 高爐儀表自動化 儀表：EJA、百特 圖紙設(shè)計：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 圖紙設(shè)計：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 圖紙設(shè)計：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高爐電氣儀表自動化 西門子s7300組態(tài)：WINCC6.0
　　變頻：施耐得400kw變頻
　　儀表成套 圖紙設(shè)計：劉志勇
　　 同時我公司為完善技術(shù)體系，編寫了高爐自動化方案、轉(zhuǎn)爐自動化方案、皮帶秤配料方案、皮帶秤調(diào)試總結(jié)、“仿現(xiàn)場總線方式&分布式I/O方式的高爐自動化系統(tǒng)”方案、伺服電機控制、變頻調(diào)速等技術(shù)資料，以服務(wù)于用戶的技術(shù)培訓(xùn)和后期技術(shù)管理。