水泥窑磨专家系统

窑磨专家系统研讨第1部分常规控制第2部分窑磨专家系统第3部分讨论与思考讲解提纲1常规控制板喂机+皮带秤的控制方法1常规控制11常规控制1.中间仓实时仓重与设定仓重调节进料阀PID调节器仓重阀门开度2.冲板实时流量与设定喂料量调节进料阀PID调节器流量阀门开度21常规控制PID调节器分解炉温度尾煤给料量？1.加入煤粉的数量及质量2.起主导作用的是三次风的风量、温度与速度。3.生料喂料量、窑转速对分解炉温度都有影响。多种因素相互耦合，易被干扰，使得分解炉温度控制呈现出时变、大惯性、纯滞后、强耦合的特征，传统PID稳态相应特征较好，但存在响应时间长且抗扰性差的问题。2窑磨专家系统设备运转稳定燃料成分稳定燃料喂入量稳定生料成分稳定生料喂料量稳定稳定的产品质量设备物料操作专家系统作用1.为什么要专家系统？-水泥生产重要原则：“五稳保一稳，四班保一窑”-生产角度2窑磨专家系统2.为什么要专家系统？-控制角度生产工程参数特点相互耦合非线性难于建立精确模型大滞后自动投入回路少人工操作强度大工艺参数波动大质量波动大质量波动大123452窑磨专家系统目前水泥企业广泛采用DCS系统实现集中监控和操作，但是整体而言自动化水平还是较低，参数调整主要依靠中控操作员的判断和调整，存在由于调整滞后，操作人员技术水平的差异对熟料烧成系统能耗影响较大的问题。专家智能控制系统的引入，相当于在水泥生产线上安排了一个永不疲倦的“优秀操作员”，保证生产系统24小时在同一操作模式下自动工作（不存在不同操作员操作习惯的偏差），并在生产稳定的前提下不断自动尝试增加产量和降低能耗，以达到稳定生产、提产节能、降低操作员劳动强度的目的。也就是说，使用专家智能控制系统，可以使水泥生产线全天候地由一个“优秀操作员”毫不懈怠地操作，并随时处于最优状态。3.专家系统的释义2窑磨专家系统4.专家系统的控制方法演进基于模型基于知识模型预测控制MPC神经网络模糊控制专家控制模型自动辨识自动寻优卡边控制软测量模糊规则控制经验规则控制198020002015依赖于PLC，将专家经验总结成规则树，转换为逻辑语言后添加到控制程序中，适用性比较差模糊控制因为没有预测性，所以效果也不能达到最好的效果MPC技术目前是最优的控制方法，适用性好，调试周期短2窑磨专家系统5.模型预测控制技术使用过程模型对被控变量进行预测使用过程模型和优化算法计算控制变量控制动作反馈前馈设定值及控制区间控制变量干扰变量被控变量+-生产过程过程模型控制优化算法模型预测控制器(软件，算法)2窑磨专家系统6.模型预测控制技术-关键技术系统辨识-建模从测试、历史数据中精准的识别出模型是技术核心所在，目前能做这个平台的厂家不多，很多都是购买了美国G2平台作为核心。G2-实时智能系统开发平台2窑磨专家系统7.主流派系基于模型预测技术施耐德AvevaAPC系统-漳县祁连山水泥有限公司美国罗克韦尔公司Pavilion8模型预测控制软件-安徽枞阳海螺水泥股份有限公司西门子基于CEMAT的KCS/MCS软件包北京可视化APC系统-江西万年青基于专家系统ABB的cpmPlusEO专家优化系统-泰安中联智能实时优化控制系统德国STEAG的PIT系统-广西金锂南方水泥项目(仅针对窑)2窑磨专家系统011.生料磨控制系统1.1混合仓仓位控制器1.2生料磨喂料量控制器1.3生料磨选粉机控制器1.4磨内通风控制器1.5生料磨研磨压力控制器1.6生料磨出口温度控制器1.7磨尾风机控制器3.烧成控制系统3.1高温风机控制器3.2窑喂料控制器3.3分解炉温度控制器3.4窑头煤控制器3.5窑转速控制器3.6篦冷机控制器3.7窑头负压控制器2.煤磨控制系统2.1煤磨喂料量控制器2.2煤磨选粉机控制器2.3煤磨出口温度控制器2.4磨内通风控制器2.5磨辊压力控制器2.6煤磨自动入仓控制器5.水泥磨控制系统5.1水泥质量控制器5.2辊压机仓重控制器5.3辊压机负荷控制器5.4球磨负荷控制器5.5选粉机风压控制器5.6磨尾风温控制器8.专家系统应用范围4.脱销控制系统4.1窑尾脱销控制器6.余热锅炉控制系统6.1PH炉水位控制器6.2AQC炉水位控制器6.3冷凝器水位控制器6.4PH炉母管压力控制器6.5AQC炉母管压力控制器6.6给水压力控制器2窑磨专家系统9.窑系统的控制模型控制变量被控变量窑喂料量窑头喂煤量窑尾喂煤量高温风机转速头排风机转速篦冷机篦速氨水泵频率篦冷机风机频率生料率值生料细度煤粉热值煤粉水分系统结皮危废处理环境温度干扰变量窑系统负荷窑主电机电流烧成带温度窑尾烟室温度窑尾烟室Nox/O2/CO分解炉出口温度分解率分解炉出口NOx/O2/CO一级筒出口NOx/O2/CO游离氧化钙二、三次风温窑头负压篦冷机篦下压力篦冷机油压/电流烟囱排放Nox/O2/CO2窑磨专家系统10.生料磨系统的控制模型控制变量被控变量生料喂料量选粉机转速循环风机转速磨辊压力磨内喷水...生料水分环境温度干扰变量磨压差磨料层厚度磨出口温度磨机振动幅度料饼斗提电流生料细度…2窑磨专家系统11.水泥磨系统的控制模型控制变量被控变量磨喂料量选粉机转速循环风机转速辊压机压力定辊喂料阀定辊喂料阀开度…生料水分环境温度干扰变量喂料仓仓重喂料提升机电流磨电流入库提升机电流细度磨压差磨后斗提电流辊压机电流辊压机辊缝…2窑磨专家系统12.专家系统的基础条件-总述稳定可靠的检测仪表稳定可靠的执行机构DCS系统稳定可靠的装置或系统专家系统控制值工艺参数2窑磨专家系统13.专家系统的基础条件-控制仪器仪表石灰石在线分析仪原煤分析仪煤在线分析仪原料配料分析仪生料在线粒度分析窑尾一级筒气体分析仪窑尾烟室高温气体分析仪窑头红外测温系统水泥在线粒度分析仪煤粉在线粒度分析仪管磨磨音检测仪等智能仪表2窑磨专家系统14.专家系统的软硬件架构DCSAPC系统OPC/ModbusOPC服务器APC系统放在PC机运行一般做法：在DCS画面上做出APC控制需要的画面，然后直接在DCS画面进行APC系统的投入和切除如下图所示：不改变DCS常规控制和安全联锁，不产生安全隐患投运APC系统不需要停产、减产2窑磨专家系统14.专家系统实施的流程-总结1.数据采集

包括实时数据和半年左右的历史数据2.进行预测试在DCS回路上进行的小幅度调节测试，将操作变量在DCS控制回路的设定点，反复变化多次，以检查PID调节回路和控制阀的控制性能。3.建立功能设计报告功能设计文档包括工厂生产过程描述及控制目标、专家系统的应用设计、专家系统主变量等内容。4.硬件配套

如窑尾高温气体分析仪、在线粒度仪等5.软件研发6.软仪表开发与创新

如比表面积利用粒度进行推测，一