水泥粉磨智能控制系统
所属分类：
智能装备系统
水泥粉磨智能控制系统简介
中材水泥粉磨智能控制系统[1]包括APS一键启停技术（融合了模拟量自动控制、顺序控制、超驰控制等）、基于预测模型控制的APC优化技术、在线激光粒度分析仪，三者无缝衔接。水泥磨生产时整个启停过程仅需按下一键启动按钮或一键停止按钮，并在启停过程中实现了关键模拟量的自动控制，水泥立磨自动投料落辊，在线粒度分析仪自动运行，待系统正常运行后，APC控制系统自动投运，实现风量/料量/压力等参数的自动控制，真正实现水泥粉磨全流程全工况的自动控制。
水泥立磨智能控制系统功能：
- 所有设备一键启停、水泥立磨自动投料落辊；
- APC控制系统自动投运；
- 自学习水泥品种特征，自动切换控制策略；
- 自学习生产工况特征，建立专家库；自动识别当前工况，自动切换控制策略；
- 水泥磨系统全流程全工况的自动控制，实现水泥磨系统无人值守的第一步；
水泥粉磨智能优化控制平台在传统控制算法，如预测预测模型控制MPC、神经网络、自适应控制、模糊逻辑、专家算法等的基础上引入大数据算法模型理论，进行自主寻优。通过历史数据库以及当前实时过程数据，构成记忆矩阵，矩阵的行向量代表某一时刻所有测点的运行数据，列向量代表测点在不同时刻的运行数据，通过平台内部大数据算法进行运算，梳理磨机本体和各个子系统的测点关系，构造输入量和输出量关系的映射模型。优化平台输出较优值以及控制约束条件，以供质量控制器、产量控制器、温度控制器进行实时控制。
智能控制系统应用效果
（1）全工况系统投用率
智能控制系统特殊工况诊断及自动处理功能，能够实时监视磨机、各仓仓位的状态，自动识别异常工况并且自动采取措施，较大程度保证智能控制系统可靠稳定运行。水泥磨智能控制系统于2018年9月进入连续试运行阶段，全工况下保持较高的投运率。以9月最新投运数据为例进行KPI数据统计，全工况下智能控制系统投运率在95%以上，如下表所示：
9月份ICE平台软件KPI统计数据
（2）提高稳定性
先控系统投运以后，稳流仓波动的标准偏差降低了70％以上, 稳流仓稳定后，操作员可将仓位设置在最佳点，既能保证产量最大，又能避免常规控制时的仓位波动过大，导致下料口堵塞而导致的停磨的情况；投运前后曲线对比如下：
图8：智能优化控制系统投用前后稳流仓料位波动
（3）提高水泥质量合格率
水泥磨智能控制系统明显地改善水泥质量，有效降低水泥45um筛余的标准偏差，由0.97降低为0.75， 比表合格率均为100%。在线细度分析仪提供实时稳定可信的细度分布数据，同时为选粉机进行实时优化控制提供依据，为水泥质量提供实时参考，。当在线细度分析仪的测量到45um筛余偏离设定范围时，APC及时调整选粉机，将45um筛余控制在设定范围内，稳定产品质量。下图展示了在线细度仪的所测的整体细度分布。
在线细度分析仪45um筛余及比表数据与化验室数据对比
（4）提产节能：
水泥磨智能控制系统明显地改善水泥磨系统工况，使风量、料量、立磨做功达到一个最佳的平衡状态，实时判断磨机的工作状态，在磨况正常的情况下，将喂料量进行最大化控制，当判断出异常工况，则进行减产操作，因此可以在磨机做功状态好的情况下，尽可能地提高产量，有效地提高产量和降低电耗。投用智能控制系统后，水泥磨生产较为稳定，每班电耗指标相对人工操作波动较小，在相同配比的情况下，三大主机设备平均吨水泥电耗可降低电耗1.1kwh/t左右。
控制系统投用前后电耗统计表（数据来源：水泥厂生产报表数据）
（5）应用效果总结
水泥磨生产时整个启停过程仅需按下一键启动按钮，并在启停过程中实现关键模拟量的自动控制，水泥立磨自动投料落辊，在线细度分析仪自动运行，待系统正常运行后，APC控制系统自动投运，实现风量/料量/压力等参数的自动控制，实现水泥粉磨全流程全工况的自动控制，并很好地适应生产工况，正常工况下投用率在95%以上，主要参数标准偏差降低30%以上。
1、水泥磨智能控制系统实现一键启停功能；降低操作人员的劳动强度。启动时间由人工操作15-20min，缩短到8-10min,有效降低主机设备空运转率，降低电耗。
2、立磨自动投料落辊：根据水泥品种按一定的梯度自动逐步加压、加料、加风，并时刻监视磨机振动、料层、温度等关键参数，通过专家算法进行工况辨识，并根据辨识结果自动处理，最终实现自动投料落辊。
3、水泥磨智能控制系统显著改善水泥磨系统工况，使风量、料量、磨机做功达到一个最佳的平衡状态，有效提高产量和降低电耗，同时关键控制参数标准偏差降低30%以上。平均吨水泥电耗降低1.0 kwh/t以上。
4、水泥磨智能控制系统明显地改善水泥质量，有效降低水泥45um筛余的标准偏差由0.97降低到0.75，比表合格率为100%。