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水泥粉磨智能控制系统

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产品描述
 

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、最优控制等的基础上引入大数据算法模型理论,进行自主寻优。以产量最大化、质量最优化、电耗最小化、设备安全运行为寻优约束条件;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。优化平台输出最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,最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%。

 

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