近几年来,随着网络通讯技术及多层网络技术的迅猛发展,网络通讯技术得到了广泛的应用,特别是在水泥、石化、冶金、纸业、电力等行业。目前构建良好的企业信息化体系便成为了衡量企业现代化建设的标准之一。因此,以多层网络技术作为硬件系统的设计理念,从而实现工业过程中数据的自动采集、自动存储、实时传输,以及各项计划特别是生产计划的自动下达与执行；实现企业产、供、销及管控一体化的技术,已经成为水泥生产系统中控制技术的最新亮点之处。其次,水泥生产系统控制过程中的新型PID控制、电机运转的变频控制、多种设备以及各制造厂商产品间的通讯协作等核心的控制技术,将作为构成生产系统中整体控制策略的决定性因素,可以较好地促进生产设备的工作效率、环保性能、安全、精度等性能指标的提升。本文是在大连小野田水泥实际生产系统的基础上,针对水泥生产自动化控制管理系统的构建方法进行设计,使现场控制层与基础、过程及生产管理控制层之间能够进行无缝结合,还包括在水泥生产过程中PID对风机入口、出口挡板的控制,以及电机在变频器控制下与风机挡板的协调控制研究及论证,最后设计系统的架构、网络构成、人机交互界面,以及报表系统等。本文主要针对以下几方面进行展开：首先,本论文根据水泥生产系统控制过程中的开放性、互操作性、可靠性、数字化生产及生产工艺要求等特点,将生产系统中分散的测量环节和控制设备用网络节点的方式进行连接,从而构建了多层网络的硬件结构。由于水泥生产系统的控制对象具有复杂程度高、分散程度高、响应速度快、可进行集中管理、具有网络化发展需求等特点,本系统在设计的过程中充分考虑以上特点,设计出的系统体现了网络系统的快速性、扩展性及开放性的优势。本系统选用多层网络控制结构,由现场总线级、基础自动化级、过程自动化级、生产控制级网络相融合而成,通过搭建现场总线和以太网,从而实现生产联锁管理、生产计划管理、数据自动采集以及设备的远程设定及控制功能。其次,由于水泥生产行业的特殊性,即生产现场的环境恶劣(主要以粉尘和噪音污染为主)、需要频繁作业、对操作的安全性及可靠性要求程度高,同时水泥生产行业还应符合国家产业政策对生产中电机设备的节能标准及SO2气体、S03气体、NO2气体等减排标准的控制要求,因此控制系统的核心技术便采用了可以使得生产效率提高的自动对位系统、优化电机运行特性的负荷平衡等多项控制策略。最后,由于小野田水泥设备具有结构紧凑、可视性差、控制对象多、安全操作要求高、生产集中管理等多项特点,在本系统的设计中将监控管理系统和系统控制相结合,从而实现了对控制系统操作状况和运行参数的在线检测、实时诊断、趋势分析、及时发现和预报异常运行情况并提供故障处理信息的实时控制功能。本文所设计的监控系统,不仅可对操作人员进行合理的指导,从而保证了系统运行的安全性和可靠性,而且还可以通过设计的良好的人机交互界面功能,提高综合生产系统的管理水平。2009年10月,基于本文所设计的网络结构、控制策略、监控管理系统的大连小野田DCS项目成功投入生产运营。