能耗问题一直都是制约企业发展的重大问题，对水泥企业来说尤为如此。水泥制造业一直是我国高能耗行业之一，其能源消耗占全国能源消耗总量的7％．8％，水泥生产对能源的依赖度很高，其能源消费占生产成本费用比例达40％．60％^【1】。因此，本文针对水泥生产流程中的工厂电机与电气系统，通过DCS及现场计量仪表对工厂能源、生产、消耗等信息实时自动采集并通过专用网络传输至总部能源管理中心平台，对生产及能源运行动态监控，实现数字化管理等功能，以此实现水泥生产的物联网智能控制，降低水泥生产中的能源消耗。

虽然我国石油、煤 炭、天然气等各类能源比较丰富,但是我国人口基数大，人均能源占有量低。我国的环境污染问题越来越受到重视：政府一直致力于建设资源节约、环境友好型社会；企业在不断创新和完善节能减排的措施；人民群众的节能环保意识在不断的提高^【2】。随着国家对环境保护力度的加强，国内水泥企业在生产过程中开始逐步重视节能减排，与此同时国家对于能耗评估指标要求也越来越严格。水泥制造业的发展正面临着来自日渐稀缺的资源和与日俱增的环境污染的威胁。只有严把质量关，不断提高节能优化技术，缩减以能源消耗和环境污染为代价的粗放式增长，才能在激烈的竞争中占据优势。水泥企业面对生产成本和国内节能减排大环境所带来的挑战，探索新的、高效的能耗控制方式就具有重大意义。

面对能源危机，有两种应对方法: 一是扩大能源供应，如开发新能源；二是提升能源的使用效率。而如何降低水泥企业的生产成本，一是更换新型设备和原料，如采用新型回转窑或使用替代燃料；二是对水泥生产流程进行简化优化，如调整各设备的最佳运行点，使其达到最大的工作效率。目前中国能源方面的实际国情为：能源资源总量比较丰富，但人均能源资源拥有量较低；存在着能源紧张的问题，同时还存在着使用效率过低、浪费现象严重的问题^【3】。相比于国外的水泥生产水平，国内水泥行业电力和燃料浪费的现象较为严重。所以，在水泥生产线上的优化改造具有巨大的潜力和极高的性价比。

由于水泥企业生产线长，生产工艺复杂，因而在整个生产过程中能耗数据过多，监控和计算相对复杂。从整体上确定各个设备最佳运行条件非常困难。本文针对水泥企业的远程控制系统进行研究。系统以整个水泥生产过程为研究对象，了解水泥生产系统组成的结构和原理，了解所需信号需求分析，对功能需求进行设计。系统针对水泥生产过程中原料的用量、关键设备的运行、能源消耗等关键数据通过传感器收集，再通过总线协议传递到计算机，经过计算机分析统计后得出实时数据，建立完善的系统计量检测体系，实现生产过程的实时监测、分散控制、优化操作、集中管理，同时将工厂运营数据自动传送SAP系统。对以上内容进行信号检测与传输设计，功能需求设计，以及算法设计，从而为水泥企业制定节能改造措施提供有效的数据依据和控制措施。

国内外发展现状

自动控制科学是研究自动控制共同规律的技术科学，它的诞生与发展源于自动控制技术的应用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行^{【4】【5】}。

最早的自动控制技术的应用，可以追溯到公元前我国古代的自动计时器和漏壶指南车，而自动控制技术的广泛应用则开始于欧洲工业革命时期。20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新的阶段——现代控制理论。凸分析和代数的发展为控制理论的发展提供了基础，它主要研究具有高性能、高精度和多耦合回路的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法^【6】。从20世纪70年代开始，随着计算机技术不断发展，出现了许多以计算机控制为代表的自动化技术，如工业机器人，自动化技术出现了根本性的变化，出现了多种分支，如混杂控制，模糊控制等。目前，控制理论还在继续发展，正朝向以控制论、信息论和仿生学为基础的智能控制理论深入。控制理论中各种方法对现代技术的发展有很大影响。自动控制在工业中得到了广泛的应用。例如石油化工生产过程。化工厂中每个生产单元都包括几百个控制器，对生产过程中的精确控制起了至关重要的作用^{【7】【8】}。

随着我国的不断发展和进步，电气自动化技术也已经做出了成果，科技也有所进步，电气自动化工程控制系统也在我国得到了飞速的发展，并取得了一些研究成果。由于电气化工程控制系统具有传统控制系统不可比拟的优势，可以降低工作人员的工作量，提高系统运行的稳定性，减少事故发生的概率，提高信息传输的有效性，所为它在很多领域都在应用。随着计算机技术、信息技术以及人工智能技术的高速发展，电气自动化控制技术也在朝着专业化、智能化、分布式、物联网的方向发展^【9】。

国内很多设计科研机构开发出的MIS系统目前已经在多个水泥厂正式投入使用，MIS系统可以展示工厂生产流程，实现动态监视，用曲线方式展现生产参数的变化，判断报警信息。管控原料、生料、水泥、燃料等相关质量数据，对后期质量进行预测，统计分析热耗、电耗。如广东塔牌集团股份有限公司开发的新型干法熟料水泥生产线自动化技术、江苏绿森智能工业生产线智能控制系统以及中国联合水泥有限责任公司新型干法水泥智能熟料生产线的一期工程等，对于特定的设备已经基本实现了生产控制智能化；质量控制自动化；管理信息化；物流控制智能化；生产过程可视化等功能。^{【10】【11】}。

水泥厂生产水泥的过程中需要对主要工艺变量和参数进行记录，并做好有效控制，从而保证生产过程呈现正常运行状态，这就是水泥工业生产过程中的自动控制，也可将其称为过程控制。目前，国外很多水泥厂广泛应用电子商务平台系统，该系统也被称为企业资源计划（ERP）。我国国内目前正涉足这方面研发工作。电子平台商务系统应用计算机网络通信技术能够全面管理企业各种信息和资源，增强企业的综合实力，为企业创造更高效益^【12】。