【記江蘇瑞奇自動(dòng)化有限公司】近十年來，國(guó)內(nèi)水泥粉磨技術(shù)突飛猛進(jìn)，水泥粉磨單位電耗由十年前的35～45kWh/t大幅下降至30kWh/t以下，某些粉磨站甚至達(dá)到26～28kWh/t。水泥粉磨技術(shù)的發(fā)展主要是通過設(shè)備和工藝的技術(shù)革新，諸如磨前配置輥壓系統(tǒng)的半終聯(lián)合粉磨，而水泥粉磨的自動(dòng)化控制仍采用10年前的DCS控制模式，水泥的生產(chǎn)主要通過中控操作員來控制，每位員工操作差異化決定了粉磨生產(chǎn)效率的高低不同。
現(xiàn)代智能自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，既節(jié)省了人工成本、細(xì)化了生產(chǎn)控制，同時(shí)提高了效率、降低了能耗、穩(wěn)定了生產(chǎn)質(zhì)量，從源頭上減少了浪費(fèi)和無用功。如何走到行業(yè)的前列，成為領(lǐng)軍人物，就需要有一定的前瞻性和執(zhí)行力。
水泥粉磨專家控制系統(tǒng)的難點(diǎn)
水泥粉磨工藝具有非線性、大時(shí)滯和時(shí)變特征，建立起精確的水泥磨模型比較困難，因此難以通過簡(jiǎn)單的性能指標(biāo)和參數(shù)控制來精確控制粉磨生產(chǎn)線的運(yùn)行;數(shù)據(jù)可靠性較差，由于設(shè)備自身因素以及外部因素干擾，使得生產(chǎn)數(shù)據(jù)存在一定的失真性;設(shè)備可靠性較差，故障率較高，諸如儲(chǔ)倉蓬料、塌庫、收塵設(shè)備機(jī)壓力變化，電網(wǎng)電壓變動(dòng)等，都一定程度上影響了智能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;國(guó)內(nèi)水泥的生產(chǎn)存在錯(cuò)峰生產(chǎn)和產(chǎn)品類型較多的特點(diǎn)，制約了智能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。也就是說，水泥粉磨智能控制系統(tǒng)的難點(diǎn)在非線性、數(shù)學(xué)模型、數(shù)據(jù)可靠性、生產(chǎn)穩(wěn)定性等方面。
為解決水泥粉磨智能控制的難點(diǎn)，江蘇瑞奇自動(dòng)化有限公司(以下簡(jiǎn)稱“江蘇瑞奇”)深入粉磨站生產(chǎn)第一線調(diào)研了解，從源頭上找到問題的癥結(jié)，從根本上減輕操作人員的工作壓力和人工操作的差異性、不確定性。經(jīng)過深入的了解和技術(shù)人員刻苦的鉆研，達(dá)到了水泥粉磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高 2～5%;粉磨單位能耗降低 2～5%;循環(huán)負(fù)荷波動(dòng)幅度降低 20～40%;系統(tǒng)在線運(yùn)行率 95%以上的目標(biāo)。
2015年10月徐州中聯(lián)水泥有限公司(以下簡(jiǎn)稱“徐州中聯(lián)水泥”)使用了一套應(yīng)用于水泥粉磨的軟件系統(tǒng)，這套智能控制系統(tǒng)是由江蘇瑞奇自動(dòng)化有限公司所研發(fā)的REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)。經(jīng)江蘇瑞奇自動(dòng)化有限公司相關(guān)人員進(jìn)廠調(diào)試試運(yùn)行，次年3月正式投入使用。
據(jù)徐州中聯(lián)水泥相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在保證質(zhì)量合格率大于90%的內(nèi)控指標(biāo)上，未采用REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)前水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為66.17噸/小時(shí)，主機(jī)電耗在34.0593度/噸; 采用后臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為68.03噸/小時(shí)，主機(jī)電耗在33.0643度/噸;水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量增加了2.81%，主機(jī)電耗減少了-2.92%。
表：徐州中聯(lián)水泥使用REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)
REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果得到了徐州中聯(lián)水泥有限公司中控操作人員和技術(shù)人員的一致好評(píng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線自動(dòng)操作，大大降低了水泥車間中控室操作人員一人同時(shí)操作三臺(tái)磨機(jī)及其他生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，在臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、水泥單位能耗指標(biāo)方面也有了一定程度的提高。
REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)是專門用于粉磨行業(yè)的在線自動(dòng)操作軟件系統(tǒng)，此系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)水泥粉磨生產(chǎn)線智能在線操控領(lǐng)域的空白。專家控制系統(tǒng)的在線運(yùn)行大幅降低了操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更加準(zhǔn)確的分析和判斷生產(chǎn)狀況，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)突發(fā)異常狀況，真正實(shí)現(xiàn)了操作員向監(jiān)控員的工作轉(zhuǎn)型，使操作員能夠一人同時(shí)高效率操作多條生產(chǎn)線，同時(shí)達(dá)到了提高產(chǎn)、質(zhì)量，降低單位能耗的目的。
專家控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：
專家控制系統(tǒng)在基于水泥磨原有DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，僅增加了磨音檢測(cè)和回粉流量檢測(cè)這兩個(gè)新設(shè)備，就實(shí)現(xiàn)了優(yōu)于人操作的運(yùn)行效果，其主要原因除了計(jì)算機(jī)所具備的大數(shù)據(jù)處理的自身特性，關(guān)鍵在于專家控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。無可諱言，目前國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)在粉磨方面的重視相對(duì)較少，不少?gòu)S家甚至缺少資深的粉磨工藝技術(shù)人員，操作員對(duì)粉磨的理念不統(tǒng)一，具有一定的局限性。研發(fā)人員通過調(diào)研和分析了國(guó)內(nèi)數(shù)十家大型水泥企業(yè)的水泥粉磨生產(chǎn)特點(diǎn)，針對(duì)人在操作中存在的難點(diǎn)，總結(jié)出一套科學(xué)的工藝操作控制方法。
專家控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)有：
⒈專家控制系統(tǒng)采用擬人化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的研制基于擬人的設(shè)計(jì)思路，系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)狀況的判斷、分析、結(jié)論，對(duì)控制參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制及預(yù)測(cè)，對(duì)生產(chǎn)主線條的控制方法都是從操作員的角度來設(shè)計(jì)，因此系統(tǒng)的應(yīng)用很容易被操作員所理解并接受，大幅降低了操作員的日常工作強(qiáng)度，提高了操作員的工作效率。
?、?專家控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、除燥濾波、整理、分析、評(píng)估的能力，確保了對(duì)生產(chǎn)狀況的判斷更加準(zhǔn)確和及時(shí)。
?、?專家控制系統(tǒng)通過對(duì)喂料量、V選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、中間倉的電動(dòng)閥氣動(dòng)閥的開度控制，并綜合磨況和產(chǎn)品質(zhì)量因素，對(duì)磨前中間倉進(jìn)行了穩(wěn)流控制，從而保證了入磨物料量的穩(wěn)定性。
?、?專家控制系統(tǒng)是基于磨內(nèi)循環(huán)負(fù)荷穩(wěn)定的前提下，通過成品流量計(jì)對(duì)成品流量的累計(jì)統(tǒng)計(jì)和喂料量的比較以確定生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行工況的變化趨勢(shì);通過回粉量、磨音電耳值、磨尾負(fù)壓值、磨機(jī)電流值等運(yùn)行參數(shù)在智能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的邏輯關(guān)系的計(jì)算下，得以量化生產(chǎn)工況的變化程度;通過數(shù)學(xué)模型模擬出適宜的系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷，采取動(dòng)態(tài)調(diào)整方式控制磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷，穩(wěn)定磨況;利用后臺(tái)自學(xué)習(xí)系統(tǒng)周期性的修正循環(huán)負(fù)荷，使生產(chǎn)系統(tǒng)在磨況和質(zhì)量控制間處于較佳的契合點(diǎn)。系統(tǒng)基于“先穩(wěn)定再優(yōu)化”的設(shè)計(jì)原則，采取“多頻低幅”的調(diào)整方式，確保生產(chǎn)在較高產(chǎn)量上小幅波動(dòng)，質(zhì)量在內(nèi)控指標(biāo)下較小幅度的波動(dòng)，達(dá)到提高平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、降低能耗的目的。
?、?專家控制系統(tǒng)建立了質(zhì)量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，通過質(zhì)量和質(zhì)量調(diào)節(jié)參數(shù)(如喂料量、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度等)之間大概率的相擬關(guān)系設(shè)計(jì)了相應(yīng)的質(zhì)量預(yù)測(cè)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了“早預(yù)測(cè)，早調(diào)整”的目的，避免了傳統(tǒng)人工操作通過實(shí)測(cè)比表面積被動(dòng)調(diào)整的滯后性問題。
⒍ 專家控制系統(tǒng)具有先進(jìn)的自學(xué)習(xí)功能，能定期對(duì)前期運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，并自動(dòng)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
?、?專家控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)在線連續(xù)檢測(cè)，確保了生產(chǎn)系統(tǒng)的一些突發(fā)故障能最及時(shí)的被發(fā)現(xiàn)并處理。
江蘇瑞奇所研發(fā)的REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)目前已在阜陽中聯(lián)2#線、徐州中聯(lián)1#2#3#線、淮海中聯(lián)1#2#線、登封中聯(lián)2#線投入使用，并取得良好的效果，2016年獲得中建材“凱盛杯”技術(shù)革新開發(fā)類一等獎(jiǎng)。為提升生產(chǎn)的精細(xì)化管理、降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、優(yōu)化操作、提高產(chǎn)量降低生產(chǎn)單位能耗提供了有效的手段。