建材行业是一个重要的基础产业，它与人类的生活息息相关。在建材行业中水泥是一个主要的组成部分。中国对基础建设的大力投资对高标准的水泥提供了持续的需求。
经过长期的发展，我国水泥产量已多年居世界首位，年产量超过6亿吨。但我国并非一个水泥强国，高标准的水泥依然供不应求，能耗指标相对较高。由于落后的生产工艺，水泥制造对环境也带来了不利的影响。为此，国家有关主管部门提出了用先进技术的新型干法水泥生产来淘汰落后的立窑生产，提出了控制总量、调整结构、淘汰落后的方针。

现代水泥生产工艺设备的单机容量大，生产连续性强，而且生产过程要求较高的快速性和协调性。为了提高企业竞争力，自动控制的实施至关重要。自动控制能保证生产稳定、提高质量、降低能耗、降低劳动强度以及减少环境污染。同时，先进的生产控制管理，也要求有可靠的自动控制系统和完善的控制技术水平做为前题和保证。

　　水泥的生产过程通常可分为三个阶段：石灰石、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、磨细并调配为成分合适、质量均匀的生料，称为生料的制备；生料在水泥窑内煅烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主的熟料，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏、混合材料共同磨细成粉状的水泥，并包装或散装出厂，称为水泥制成及出厂。

　　下图为水泥厂水泥生产典型工艺流程图：

水泥生产自动化已成为水泥生产技术发展所不可缺少的环节。水泥生产及工艺自动化水平的提高，将使生产过程稳定在一个更合理的的工艺参数和工艺条件下，以取得最佳的经济效益。

　　水泥生产的自动化系统具有很强的分布性，一个典型的水泥生产线控制系统由如下几个部分组成：

　　■原料粉磨控制站：完成从石灰石进厂、石灰石预均化、原料调配、原料粉磨及
生料入库输送所有设备的控制。
　　■煤粉制备控制站：完成从辅助原料进厂、辅助原料堆场、煤粉制备、煤破碎及
输送和生产循环水泵站的控制。
　　■窑尾控制站：完成烧成窑中、烧成窑尾、生料入窑系统、空压机站、废气处理。
　　■烧成窑头控制站：完成烧成窑头、熟料库及水泥输送等。
　　■水泥磨控制站：完成水泥粉磨、水泥调配站、水泥库、石膏破碎及输送、水泥包装及散装、水泥磨空压机的控制。

　　最早的水泥生产自动化从马达开停逻辑控制和仪表控制开始，随后发展为分布式的网络控制系统。现代的水泥自动化一般采用EIC综合化的解决方案，所谓EIC综合化，即E(Electrical)电控、I(Instrumentation）仪控与C(Computer）计算机的综合化。现阶段，顺序控制和回路控制在控制器级别实现了集成。EIC综合化的进一步目标是要与计算机控制和管理系统相结合，最终达到在系统体系上亦即在硬件和系统软件上实现真正的集成化。

　　二、水泥行业采用变频控制系统的必要性：

　　回转机械、风机、水泵、搅拌机械、破碎机械等设备在水泥行业应用十分普遍。这些设备的容量一般较大，且大多数是常年连续运行，故进行节能和自动化改造的潜力非常大。

　　由于这些设备不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以在设计系统时只能按最大工作需求决定电机的容量，故设计裕量一般偏大。在实际运行过程中轻载运行的时间所占的比例是非常高的，如无调速装置对其转速进行控制，电机的轴功率不能变化而导致的能源浪费是非常严重的。

　　　根据流体力学原理我们可以知道：风机水泵等设备的流量Q与电机的转速n成正比，压力H与电机转速n的平方成正比，电机的轴功率Ps与转速n的立方成正比。用公式表达为：Q ∝ n；H ∝ n2；Ps ∝ n3。所以当电机的转速降低时轴功率呈同比立方关系下降，由此可见节能效果非常明显。

　　大功率水泥生产设备如无变频器拖动，在启动时的电流对电网的冲击非常大；在工作时只能进行简单的电气保护，不能完全保证系统安全稳定运行，增加了设备维护工作量；能源消耗非常严重；严重影响生产工艺的改进；设备工作噪音较大，对现场工作人员影响较大。鉴于以上原因，对原有设备进行变频调速改造的需求越来越多。随着交流电力电子技术的不断发展和普及，变频调速器及控制系统以其无可比拟的优越性正越来越多地应用在各种形式的水泥设备拖动系统上并取得了非常好的效果。