水泥窯磨專家系統(tǒng)

窯磨專家系統(tǒng)研討第1部分常規(guī)控制第2部分窯磨專家系統(tǒng)第3部分討論與思考講解提綱1常規(guī)控制板喂機(jī)+皮帶秤的控制方法1常規(guī)控制11常規(guī)控制1.中間倉(cāng)實(shí)時(shí)倉(cāng)重與設(shè)定倉(cāng)重調(diào)節(jié)進(jìn)料閥PID調(diào)節(jié)器倉(cāng)重閥門開度2.沖板實(shí)時(shí)流量與設(shè)定喂料量調(diào)節(jié)進(jìn)料閥PID調(diào)節(jié)器流量閥門開度21常規(guī)控制PID調(diào)節(jié)器分解爐溫度尾煤給料量？1.加入煤粉的數(shù)量及質(zhì)量2.起主導(dǎo)作用的是三次風(fēng)的風(fēng)量、溫度與速度。3.生料喂料量、窯轉(zhuǎn)速對(duì)分解爐溫度都有影響。多種因素相互耦合，易被干擾，使得分解爐溫度控制呈現(xiàn)出時(shí)變、大慣性、純滯后、強(qiáng)耦合的特征，傳統(tǒng)PID穩(wěn)態(tài)相應(yīng)特征較好，但存在響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)且抗擾性差的問題。2窯磨專家系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定燃料成分穩(wěn)定燃料喂入量穩(wěn)定生料成分穩(wěn)定生料喂料量穩(wěn)定穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)備物料操作專家系統(tǒng)作用1.為什么要專家系統(tǒng)？-水泥生產(chǎn)重要原則：“五穩(wěn)保一穩(wěn)，四班保一窯”-生產(chǎn)角度2窯磨專家系統(tǒng)2.為什么要專家系統(tǒng)？-控制角度生產(chǎn)工程參數(shù)特點(diǎn)相互耦合非線性難于建立精確模型大滯后自動(dòng)投入回路少人工操作強(qiáng)度大工藝參數(shù)波動(dòng)大質(zhì)量波動(dòng)大質(zhì)量波動(dòng)大123452窯磨專家系統(tǒng)目前水泥企業(yè)廣泛采用DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和操作，但是整體而言自動(dòng)化水平還是較低，參數(shù)調(diào)整主要依靠中控操作員的判斷和調(diào)整，存在由于調(diào)整滯后，操作人員技術(shù)水平的差異對(duì)熟料燒成系統(tǒng)能耗影響較大的問題。專家智能控制系統(tǒng)的引入，相當(dāng)于在水泥生產(chǎn)線上安排了一個(gè)永不疲倦的“優(yōu)秀操作員”，保證生產(chǎn)系統(tǒng)24小時(shí)在同一操作模式下自動(dòng)工作（不存在不同操作員操作習(xí)慣的偏差），并在生產(chǎn)穩(wěn)定的前提下不斷自動(dòng)嘗試增加產(chǎn)量和降低能耗，以達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)、提產(chǎn)節(jié)能、降低操作員勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。也就是說(shuō)，使用專家智能控制系統(tǒng)，可以使水泥生產(chǎn)線全天候地由一個(gè)“優(yōu)秀操作員”毫不懈怠地操作，并隨時(shí)處于最優(yōu)狀態(tài)。3.專家系統(tǒng)的釋義2窯磨專家系統(tǒng)4.專家系統(tǒng)的控制方法演進(jìn)基于模型基于知識(shí)模型預(yù)測(cè)控制MPC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制專家控制模型自動(dòng)辨識(shí)自動(dòng)尋優(yōu)卡邊控制軟測(cè)量模糊規(guī)則控制經(jīng)驗(yàn)規(guī)則控制198020002015依賴于PLC，將專家經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成規(guī)則樹，轉(zhuǎn)換為邏輯語(yǔ)言后添加到控制程序中，適用性比較差模糊控制因?yàn)闆]有預(yù)測(cè)性，所以效果也不能達(dá)到最好的效果MPC技術(shù)目前是最優(yōu)的控制方法，適用性好，調(diào)試周期短2窯磨專家系統(tǒng)5.模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)使用過(guò)程模型對(duì)被控變量進(jìn)行預(yù)測(cè)使用過(guò)程模型和優(yōu)化算法計(jì)算控制變量控制動(dòng)作反饋前饋設(shè)定值及控制區(qū)間控制變量干擾變量被控變量+-生產(chǎn)過(guò)程過(guò)程模型控制優(yōu)化算法模型預(yù)測(cè)控制器(軟件，算法)2窯磨專家系統(tǒng)6.模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)-關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)辨識(shí)-建模從測(cè)試、歷史數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)的識(shí)別出模型是技術(shù)核心所在，目前能做這個(gè)平臺(tái)的廠家不多，很多都是購(gòu)買了美國(guó)G2平臺(tái)作為核心。G2-實(shí)時(shí)智能系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)2窯磨專家系統(tǒng)7.主流派系基于模型預(yù)測(cè)技術(shù)施耐德AvevaAPC系統(tǒng)-漳縣祁連山水泥有限公司美國(guó)羅克韋爾公司Pavilion8模型預(yù)測(cè)控制軟件-安徽樅陽(yáng)海螺水泥股份有限公司西門子基于CEMAT的KCS/MCS軟件包北京可視化APC系統(tǒng)-江西萬(wàn)年青基于專家系統(tǒng)ABB的cpmPlusEO專家優(yōu)化系統(tǒng)-泰安中聯(lián)智能實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)德國(guó)STEAG的PIT系統(tǒng)-廣西金鋰南方水泥項(xiàng)目(僅針對(duì)窯)2窯磨專家系統(tǒng)011.生料磨控制系統(tǒng)1.1混合倉(cāng)倉(cāng)位控制器1.2生料磨喂料量控制器1.3生料磨選粉機(jī)控制器1.4磨內(nèi)通風(fēng)控制器1.5生料磨研磨壓力控制器1.6生料磨出口溫度控制器1.7磨尾風(fēng)機(jī)控制器3.燒成控制系統(tǒng)3.1高溫風(fēng)機(jī)控制器3.2窯喂料控制器3.3分解爐溫度控制器3.4窯頭煤控制器3.5窯轉(zhuǎn)速控制器3.6篦冷機(jī)控制器3.7窯頭負(fù)壓控制器2.煤磨控制系統(tǒng)2.1煤磨喂料量控制器2.2煤磨選粉機(jī)控制器2.3煤磨出口溫度控制器2.4磨內(nèi)通風(fēng)控制器2.5磨輥壓力控制器2.6煤磨自動(dòng)入倉(cāng)控制器5.水泥磨控制系統(tǒng)5.1水泥質(zhì)量控制器5.2輥壓機(jī)倉(cāng)重控制器5.3輥壓機(jī)負(fù)荷控制器5.4球磨負(fù)荷控制器5.5選粉機(jī)風(fēng)壓控制器5.6磨尾風(fēng)溫控制器8.專家系統(tǒng)應(yīng)用范圍4.脫銷控制系統(tǒng)4.1窯尾脫銷控制器6.余熱鍋爐控制系統(tǒng)6.1PH爐水位控制器6.2AQC爐水位控制器6.3冷凝器水位控制器6.4PH爐母管壓力控制器6.5AQC爐母管壓力控制器6.6給水壓力控制器2窯磨專家系統(tǒng)9.窯系統(tǒng)的控制模型控制變量被控變量窯喂料量窯頭喂煤量窯尾喂煤量高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速頭排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速篦冷機(jī)篦速氨水泵頻率篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)頻率生料率值生料細(xì)度煤粉熱值煤粉水分系統(tǒng)結(jié)皮危廢處理環(huán)境溫度干擾變量窯系統(tǒng)負(fù)荷窯主電機(jī)電流燒成帶溫度窯尾煙室溫度窯尾煙室Nox/O2/CO分解爐出口溫度分解率分解爐出口NOx/O2/CO一級(jí)筒出口NOx/O2/CO游離氧化鈣二、三次風(fēng)溫窯頭負(fù)壓篦冷機(jī)篦下壓力篦冷機(jī)油壓/電流煙囪排放Nox/O2/CO2窯磨專家系統(tǒng)10.生料磨系統(tǒng)的控制模型控制變量被控變量生料喂料量選粉機(jī)轉(zhuǎn)速循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速磨輥壓力磨內(nèi)噴水...生料水分環(huán)境溫度干擾變量磨壓差磨料層厚度磨出口溫度磨機(jī)振動(dòng)幅度料餅斗提電流生料細(xì)度…2窯磨專家系統(tǒng)11.水泥磨系統(tǒng)的控制模型控制變量被控變量磨喂料量選粉機(jī)轉(zhuǎn)速循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速輥壓機(jī)壓力定輥喂料閥定輥喂料閥開度…生料水分環(huán)境溫度干擾變量喂料倉(cāng)倉(cāng)重喂料提升機(jī)電流磨電流入庫(kù)提升機(jī)電流細(xì)度磨壓差磨后斗提電流輥壓機(jī)電流輥壓機(jī)輥縫…2窯磨專家系統(tǒng)12.專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件-總述穩(wěn)定可靠的檢測(cè)儀表穩(wěn)定可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)DCS系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的裝置或系統(tǒng)專家系統(tǒng)控制值工藝參數(shù)2窯磨專家系統(tǒng)13.專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件-控制儀器儀表石灰石在線分析儀原煤分析儀煤在線分析儀原料配料分析儀生料在線粒度分析窯尾一級(jí)筒氣體分析儀窯尾煙室高溫氣體分析儀窯頭紅外測(cè)溫系統(tǒng)水泥在線粒度分析儀煤粉在線粒度分析儀管磨磨音檢測(cè)儀等智能儀表2窯磨專家系統(tǒng)14.專家系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)DCSAPC系統(tǒng)OPC/ModbusOPC服務(wù)器APC系統(tǒng)放在PC機(jī)運(yùn)行一般做法：在DCS畫面上做出APC控制需要的畫面，然后直接在DCS畫面進(jìn)行APC系統(tǒng)的投入和切除如下圖所示：不改變DCS常規(guī)控制和安全聯(lián)鎖，不產(chǎn)生安全隱患投運(yùn)APC系統(tǒng)不需要停產(chǎn)、減產(chǎn)2窯磨專家系統(tǒng)14.專家系統(tǒng)實(shí)施的流程-總結(jié)1.數(shù)據(jù)采集

包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和半年左右的歷史數(shù)據(jù)2.進(jìn)行預(yù)測(cè)試在DCS回路上進(jìn)行的小幅度調(diào)節(jié)測(cè)試，將操作變量在DCS控制回路的設(shè)定點(diǎn)，反復(fù)變化多次，以檢查PID調(diào)節(jié)回路和控制閥的控制性能。3.建立功能設(shè)計(jì)報(bào)告功能設(shè)計(jì)文檔包括工廠生產(chǎn)過(guò)程描述及控制目標(biāo)、專家系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)主變量等內(nèi)容。4.硬件配套

如窯尾高溫氣體分析儀、在線粒度儀等5.軟件研發(fā)6.軟儀表開發(fā)與創(chuàng)新

如比表面積利用粒度進(jìn)行推測(cè)，一