基于工況識(shí)別的水泥球磨機(jī)負(fù)荷優(yōu)化控制.pdf

1、球磨機(jī)作為水泥生產(chǎn)過(guò)程的重要設(shè)備之一，其粉磨質(zhì)量的好壞直接決定著成品合格率的高低。提高粉磨質(zhì)量的最重要的途徑就是保持磨機(jī)負(fù)荷的相對(duì)穩(wěn)定，這樣不僅可以提高成品質(zhì)量，而且能夠降低電耗，減少對(duì)設(shè)備的損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。球磨機(jī)作為具有強(qiáng)非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合和大滯后的系統(tǒng)，人工操作常常出現(xiàn)偏空磨或偏飽磨的現(xiàn)象，導(dǎo)致磨機(jī)負(fù)荷的劇烈波動(dòng)。采用常規(guī)的PID控制很難甚至無(wú)法達(dá)到預(yù)期的控制效果。
　　 為減輕人工操作的負(fù)擔(dān)，提高磨機(jī)的粉磨質(zhì)量，采取

2、優(yōu)化控制策略對(duì)磨機(jī)進(jìn)行控制，保持磨內(nèi)負(fù)荷的相對(duì)平穩(wěn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)現(xiàn)磨機(jī)負(fù)荷的平穩(wěn)變化，已經(jīng)成為水泥粉磨過(guò)程的重要的課題之一。通過(guò)分析粉磨系統(tǒng)工藝特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和操作員經(jīng)驗(yàn)，選取了表征系統(tǒng)運(yùn)行情況的關(guān)鍵變量，提出了基于工況識(shí)別的負(fù)荷優(yōu)化控制策略。整個(gè)控制方案主要由模型辨識(shí)模塊、算法模塊、工況識(shí)別模塊、穩(wěn)定性分析模塊四部分組成。
　　 本文以山水集團(tuán)水泥生產(chǎn)線(xiàn)輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨生產(chǎn)系統(tǒng)作為研究對(duì)象，選擇循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為輸入量，出磨

3、提升機(jī)電流為輸出量。模型辨識(shí)模塊選取正常工況下的輸入輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)最小二乘的原理辨識(shí)出磨機(jī)模型。算法模塊將辨識(shí)出的模型用于DMC預(yù)測(cè)控制，在每一控制周期計(jì)算出最佳的循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，并寫(xiě)入現(xiàn)場(chǎng)。為保證整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性分析模塊在投運(yùn)之前運(yùn)用相關(guān)穩(wěn)定性判據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。工況識(shí)別模塊在投運(yùn)的過(guò)程中，根據(jù)水泥品種、稱(chēng)重倉(cāng)料位的變化情況、成品質(zhì)量以及渦流選粉機(jī)轉(zhuǎn)速等表征磨機(jī)工作情況的關(guān)鍵變量，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，調(diào)整

4、出磨提升機(jī)電流的設(shè)定值，從而根據(jù)實(shí)際情況尋找最佳負(fù)荷點(diǎn)，確保磨內(nèi)負(fù)荷的相對(duì)平穩(wěn)和粉磨系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
　　 結(jié)合粉磨系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工藝控制要求和實(shí)際輸入輸出點(diǎn)，利用應(yīng)用成熟的OPC技術(shù)，將經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證后的優(yōu)化控制算法嵌入到現(xiàn)場(chǎng)的DCS控制系統(tǒng)中，保證磨內(nèi)負(fù)荷的盡量平穩(wěn)。同時(shí)考慮到優(yōu)化控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)的安全性，加入了控制量的限幅和限速控制，并在DCS系統(tǒng)中加入保護(hù)程序，避免優(yōu)化軟件崩潰時(shí)意外情況的出現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行效果表明，生產(chǎn)同一