先进控制与优化技术在水泥粉磨过程的应用.ppt

1、先进控制与优化技术在水泥粉磨过程中的应用研究,报告人：崔栋刚,西安艾贝尔科技发展有限公司,2009中国水泥工业粉磨技术高峰论坛,内 容,先进控制与优化技术 水泥粉磨过程现状 水泥粉磨过程先进控制与优化 关于艾贝尔科技,先进控制与优化技术,工业过程控制的研究方向,安全：如何避免事故发生，提高预防。 环保：如何降低污染物排放。 节能：如何提高运行效率，降低能源消耗。 质量：提高产品的质量。,先进控制与优化技术,工业过程自动化的发展经历了从常规仪表到分散控制系统（DCS）的发展过程。进入20世纪90年代，自动化向着以计算机网络为基础的计算机集成系统的方向发展，从系统的功能角度看，过程工业自动化由过去

2、的以保证平稳生产为目标的简单控制装置发展到考虑过程非线性、时变性和耦合性等因素的先进控制系统。,先进控制与优化技术,先进控制 (Advanced Process Control：APC)是对那些不同于常规单回路控制，并比常规PID控制有更好控制效果的控制策略的统称。 工业生产过程通过实施先进控制，可以提高工业生产过程操作和控制的稳定性，改善工业生产过程的动态性能，减少关键变量的运行波动幅度，使其更接近于优化目标值，从而将工业生产过程推向更接近装置约束边界条件下运行，最终达到增强工业生产过程的稳定性和安全性，保证产品质量的均匀性，提高目标产品的收得率，提高生产装置的处理能力，降低生产过程运行成本

3、以及减少环境污染等目的。,先进控制与优化技术,在现代化的大型企业中，尽管过程控制采用了先进的DCS系统，但绝大部分的控制回路仍采用比例、积分和微分（PID）控制。据有关资料介绍，在工业过程控制中，8595的控制回路采用PID控制，约515的控制回路是常规PID控制所不能奏效或控制效果不好的，必须采用先进控制策略。常规PID控制效果不好的原因主要是过程本身存在以下特点： 过程本身的严重非线性。 过程的时变性。 过程之间存在相互耦合关系。 一些质量参数不能在线测量。 系统的安全性要求高。,先进控制与优化技术,对于现代工业过程控制而言，不仅要求在干扰作用下对重要工艺参数（如温度、压力、流量等）的控制

4、平稳、快速和准确，而且要求在整个装置，甚至整个企业范围内实现过程优化，以降低能源和原材料消耗，提高产品的产量和质量，过程优化成为工业过程控制一个重要的研究内容。 过程优化是寻求一组使评价生产过程的目标函数达到最优，同时又满足各项生产约束要求的操作参数，即寻求生产过程中各个装置控制系统的最优设定值，以使整个系统运行于最优工况。,先进控制与优化技术,来源于：www.apc-,先进控制与优化技术,数据来源于美国DMC公司,先进控制与优化技术,美国SimSci公司给出的常规控制、先进控制与优化控制投资收益对比表。,多传感器信息融合技术,多传感器数据融合出现于20世纪70年代，近年来也称为多传感器信息融

5、合（Multi-sensor Information Fusion ，MSIF）。 多传感器信息融合就是将多源信息（包括多传感器数据及其它信息）进行综合处理，从而得到更为准确、可靠的信息或结论，产生新的有意义的信息，而这种新信息是任何单一传感器所无法获得的。 工业过程可以综合来自多个传感器的信息，并按照一定的规则结合为目标特征参数的单一表示或估计，即通过融合处理的方法，把这种融合的特性参数作为控制的反馈信号，以减少单个或全体传感器检测信息的损失、不确定性和误差，达到更精确进行控制的目的。,多传感器信息融合技术,在通常情况下，经过多传感器数据融合处理后的结果能提供其它单传感器系统所不能得到的知识

6、，或者至少经过数据融合处理后的结果，其精度要比单传感器系统高的很多。 生产过程的被控变量（过程的输出）有时不能直接测得，因而就难于实现反馈控制。美国学者Brosilow于1978年提出推断控制，它利用过程的辅助输出，如温度、压力、流量等信息，来推断不可直接测量的扰动，基于推断估计量来确定控制输入，以改善控制品质。 某一状态未知，但对控制性能较大时，采用多传感器信息融合技术，对未知量进行估计，反馈到控制器，以提高控制质量。,水泥粉磨过程现状,水泥粉磨过程发展现状,工艺、设备水平得到提升 自动化系统大多采用DCS或PLC系统 操作、管理水平得到提升 以上因素为先进控制与优化技术的应用奠定了良好的基

7、础。,水泥粉磨过程控制现状,依靠人工凭借经验与定期化验结果进行操作，容易导致如下问题： 人为操作差异大 存在操作上的滞后 难以实现精细化操作 系统运行波动大（质量、产量） 难以保证粉磨系统连续、稳定、经济运行,水泥粉磨过程控制现状,早期负荷控制系统的失败原因分析 控制系统方面 状态检测方面 控制策略方面,水泥粉磨过程先进控制与优化,3.1 水泥粉磨过程特点,低效率、高能耗 运行状态难以检测 多变量、大惯性、纯滞后、强时变,3.2 核心技术,基于I-Modeling技术，在粉磨系统运行参数的基础上实现料位与料位分布检测，粉磨系统运行状态（物料流速及循环负荷）检测，同时进行粉磨系统故障诊断。 基于

8、I-Controlling技术进行磨机料位与料位分布控制、磨机内通风量和循环负荷控制，保证控制性能和调节品质，实现系统安全、稳定运行。 基于I-Optimizing技术进行粉磨系统动态优化，在满足系统安全的前提下，优化磨机内料位与料位分布、物料流速和循环负荷，提高磨机产量，实现粉磨系统经济运行。 利用原有DCS软硬件实现制粉过程优化控制，控制完全融入DCS，简化了运行操作，降低维护工作量。,3.2 核心技术,3.3 水泥粉磨过程解决方案,3.3 水泥粉磨过程解决方案,3.3 水泥粉磨过程解决方案,3.4 技术经济指标,C-MOCS-CM技术功能 磨机料位与料位分布检测 磨机料位与料位分布控制

9、磨机内通风量与循环负荷控制 粉磨系统优化 粉磨系统故障诊断 C-MOCS-CM经济指标 增加磨机产量 5% 降低磨机电耗 4% 降低磨机钢耗 5%,3.5 应用案例,磨机规格是2.411m，粉磨系统为开路磨，控制采用微机配料系统。,3.5 应用案例,2.6X13m开流高细水泥磨和一台HFC1200/400辊压机组成的挤压粉磨联合系统。,关于艾贝尔科技,简 介,先进控制与优化技术作为一种能够提高生产过程稳定性、提升生产效率、改善产品质量、降低能耗和污染物排放的技术，正在得到全球越来越多企业的重视与青睐。艾贝尔科技公司即是在世界先进控制与优化技术大潮中快速兴起的高科技企业，致力于为企业提供先进控制与优化技术的卓越服务、高品质产品及个性化解决方案，帮助更多企业实现良好的价值增长和发展动力。 艾贝尔科技以先进控制与优化技术在工业生产过程中的应用为核心，确立安全、环保、节能的定位与理念，立足自主创新，不断实现技术突破，持续进行产品延伸，所服务行业涉及电力、水泥和矿山冶金等，并且日益逐步扩大与延展。艾贝尔科技与国内诸多优秀企业形成良好合作关系，为其提供了卓然有效的解决方案，充分实现提高效率、节约能源、改善品质、创造价值的宗旨和目的。 随着集约型可持