水泥行业是国家“十一五”规划重点行业之一。新型干法5000t/d 规模生产线项目总投资为3~3.5亿元人民币，设备一般占总合同额的50%，电气设备占所有设备采购额的20%左右，仪表与控制系统的总投资约为设备购置费6%~8%。

据统计，5000t/d 规模水泥生产线设备购置费约为1.5亿元，控制系统费用根据要求不同约为200~300万元，仪表（包括电动执行器）费用约为500~700万元。2500t/d 规模生产线项目总投资为2~2.5亿元人民币，设备购置费约为0.8~1亿元，仪表与控制系统的总投资约为设备购置费7%~8%,控制系统费用根据要求不同约为150~200万元，仪表（包括执行器）费用约为400~600万元。

水泥厂MES的规模与功能

90年代起，我国新投产的大中型干法水泥厂和大型粉磨站，几乎全部采用了计算机控制系统用于控制、监视与管理，但目前大多数水泥厂工厂自动化功能仅用于自动化初级模型的前三级，即还是到SCADA一级，优化控制及专家系统等基本没有；PMIS正在一些大集团开始实施, 但仅作为管理者监控的工具，还没有发挥它的功能；生料质量控制应用较普遍，但仅作为稳定原料成分，还未达到最优化控制；磨机的负荷控制基本未用，特别是在水泥磨的综合控制上和国际先进水平还有一定差距。故对我国水泥工业自动化现今评价是：自动化在生产过程中已起到了稳定生产的作用，但和国际著名的大水泥公司的自动化水平还有较大差距。

当今我国水泥行业在国内有影响有实力的大集团有十几家，如海螺、华新、冀东、三狮、亚泰等水泥集团，许多大集团现设有自动化研究机构，有的集团已建成光缆通信网络和MIS系统，如华新集团；某些集团已开始研发ERP，如亚泰集团等。

 “十一五”期间水泥大集团相继要实现CIM和MES，包括生产管理系统、质量控制系统、物流管理系统，采购管理系统、仓库管理系统、销售子系统、设备管理系统、财务管理系统、办公自动化管理系统和综合管理子系统等。现海螺等集体正在开发ERP，三狮集团和设计院合作在开发CIM和MES，另有些EPC项目业主如沙特SCC等也要求设置MES系统。

水泥生产线对自动化系统的需求

DCS系统的规模与功能

据不完全的统计一个典型的5000 t/d 规模的单条水泥生产线，电机在700台左右，双向运转电机约为15台，阀门包括设备内的电磁阀总共数量为853个，电动推杆共82台，还有其他用电设备如收尘器控制箱、计量秤的控制箱、电焊机、电动葫芦等约380台组，为此最典型的t/d 规模生产线，要监控的输入和输出的开关量最少约有2000个。该生产线还需要监控温度、压力、气体成分和浓度、物位、流量、重量、阀门开度等物理参数约为600个，另外需报警的点约为1000个，它包括模拟量和开关量。

表1 纯低温余热发电项目投资

根据设备的不同、控制策略的不同、控制原理图的不同，同样规模的水泥生产线尽管用电设备数量几乎相同，但在控制系统内设置的输入和输出的点（DI，DO）就可能相差很多。

在国际水泥界中，现较公认的是由MCC控制的某一单向电机输入点为3~4个（DI），输出的点为1个（DO）。广州越堡水泥有限公司6000t/d水泥生产线采用的DCS系统是目前国内水泥行业中最大的DCS系统，I/O点数超过17000点，控制系统采用了西门子的PCS7，其中现场控制站为14台AS417-4，上位监控层配备3对冗余服务器, 5台操作员站，1台工程师站。故I/O点数可能相差很多。

现场总线系统的应用

据水泥生产线的特点和现场总线技术的优势，有许多项目在窑尾预热器、窑头篦冷机等热工测控点集中的区域，原料立磨、原料调配秤等数据量较大的配套设备中局部采用现场总线方案，主要采用Profibus 现场总线。由于充分发挥现场总线技术的优势和特点，减少了大量隔离器、端子柜、I/O模块及大量电缆和电缆桥架，同时由于采用现场总线提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的性能。形成真正分散在现场的完整的控制系统。吉林亚泰明城5000t/d 熟料线用PA仪表80台。

表2 5000t/d 规模生产线DCS 系统配置的I/O

 
水泥厂仪表需求的台数

压力变送器

一条5000t/d的水泥生产线，在工艺流程各关键部位必须设置压力变送器，如在窑头、窑尾、各级预热器的顶部和底部、各次风管和冷却机各室等，以监控工艺正常运行。据统计，一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80台。

现今我国的干法水泥厂几乎全部采用了智能压力变送器，主要产品有：重庆横河川仪生产的EJA系列变送器，E+H的Cerabar S变送器, ABB的MV2000T，西门子的SITRANS P以及罗斯蒙特升级的1151和3051C变送器，有许多厂还选用了带有PROFIBUS-PA协议的智能压力变送器。

温度变送器

它也是过程变量变送器中很重要的一类，它也是测量流量、密度及其他过程变量的基本要素之一。据统计一条新型干法水泥生产线共需设置温度变送器约为80~100台。采用温度变送器主要有以下几种形式：

风雨型温度变送器。这类温度变送器通常装在对变送器性能有很高要求，苛刻的应用场合，如在窑尾、分解炉、五级预热器等。这类温度变送器被封装在密封的壳体内，而这种壳体通常由不锈钢制成，其特点是精确度高、可靠性高、安全性好、防风雨，它的主要缺点是价格较高。它通常都带有现场表头，可现场监视，调整和组态。代表性的产品是EMERSON生产的3144，3244和北京远东的444。

表3 吉林亚泰明城5000t/d 熟料一线DCS 系统配置的I/O

DIN导轨安装、仪表盘安装型温度变送器。这类温度变送器可以采用DIN导轨安装，通常在控制室内安装使用。它价格便宜、安装和维护简单，可以通过改变组态来匹配不同类型的温度传感器。由于同远程安装的传感器之间的连接导线较长导致测量精确度较低。在水泥厂磨系统使用这类温度变送器。

一体化温度变送器。这类温度变送器可以直接安装在温度传感器的DIN连接头上，它的优点是安装费用低廉，体积小巧，兼容各种类型的温度传感器。由于这种温度变送器直接安装在温度传感器的接头上，所以电气连接和传感器接线都非常简单。水泥厂的窑系统除要求高的部位外可采用一体化温度变送器，磨系统也选用。
另外还带有符合现场总线国际标准的FF或PROFIBUS-PA协议的产品。