【記江蘇瑞奇自動化有限公司】近十年來，國內(nèi)水泥粉磨技術(shù)突飛猛進，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)代智能自動化系統(tǒng)的應用，既節(jié)省了人工成本、細化了生產(chǎn)控制，同時提高了效率、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
水泥粉磨工藝具有非線性、大時滯和時變特征，建立起精確的水泥磨模型比較困難，因此難以通過簡單的性能指標和參數(shù)控制來精確控制粉磨生產(chǎn)線的運行;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，諸如儲倉蓬料、塌庫、收塵設(shè)備機壓力變化，電網(wǎng)電壓變動等，都一定程度上影響了智能系統(tǒng)的穩(wěn)定運行;國內(nèi)水泥的生產(chǎn)存在錯峰生產(chǎn)和產(chǎn)品類型較多的特點，制約了智能系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。也就是說，水泥粉磨智能控制系統(tǒng)的難點在非線性、數(shù)學模型、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，江蘇瑞奇自動化有限公司(以下簡稱“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，達到了水泥粉磨臺時產(chǎn)量提高 2～5%;粉磨單位能耗降低 2～5%;循環(huán)負荷波動幅度降低 20～40%;系統(tǒng)在線運行率 95%以上的目標。
2015年10月徐州中聯(lián)水泥有限公司(以下簡稱“徐州中聯(lián)水泥”)使用了一套應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)江蘇瑞奇自動化有限公司相關(guān)人員進廠調(diào)試試運行，次年3月正式投入使用。
據(jù)徐州中聯(lián)水泥相關(guān)負責人介紹，在保證質(zhì)量合格率大于90%的內(nèi)控指標上，未采用REOS200粉磨專家控制系統(tǒng)前水泥臺時產(chǎn)量為66.17噸/小時，主機電耗在34.0593度/噸; 采用后臺時產(chǎn)量為68.03噸/小時，主機電耗在33.0643度/噸;水泥臺時產(chǎn)量增加了2.81%，主機電耗減少了-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。該系統(tǒng)實現(xiàn)了在線自動操作，大大降低了水泥車間中控室操作人員一人同時操作三臺磨機及其他生產(chǎn)系統(tǒng)時的勞動強度，在臺時產(chǎn)量、水泥單位能耗指標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)的在線自動操作軟件系統(tǒng)，此系統(tǒng)填補了國內(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)的在線運行大幅降低了操作員的勞動強度，更加準確的分析和判斷生產(chǎn)狀況，及時的發(fā)現(xiàn)突發(fā)異常狀況，真正實現(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高效率操作多條生產(chǎn)線，同時達到了提高產(chǎn)、質(zhì)量，降低單位能耗的目的。
專家控制系統(tǒng)的特點：
專家控制系統(tǒng)在基于水泥磨原有DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，僅增加了磨音檢測和回粉流量檢測這兩個新設(shè)備，就實現(xiàn)了優(yōu)于人操作的運行效果，其主要原因除了計算機所具備的大數(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。無可諱言，目前國內(nèi)水泥企業(yè)在粉磨方面的重視相對較少，不少廠家甚至缺少資深的粉磨工藝技術(shù)人員，操作員對粉磨的理念不統(tǒng)一，具有一定的局限性。研發(fā)人員通過調(diào)研和分析了國內(nèi)數(shù)十家大型水泥企業(yè)的水泥粉磨生產(chǎn)特點，針對人在操作中存在的難點，總結(jié)出一套科學的工藝操作控制方法。
專家控制系統(tǒng)的應用特點有：
?、睂＜铱刂葡到y(tǒng)采用擬人化設(shè)計，系統(tǒng)的研制基于擬人的設(shè)計思路，系統(tǒng)對生產(chǎn)狀況的判斷、分析、結(jié)論，對控制參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，對產(chǎn)品質(zhì)量的控制及預測，對生產(chǎn)主線條的控制方法都是從操作員的角度來設(shè)計，因此系統(tǒng)的應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度，提高了操作員的工作效率。
?、?專家控制系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)采集、除燥濾波、整理、分析、評估的能力，確保了對生產(chǎn)狀況的判斷更加準確和及時。
?、?專家控制系統(tǒng)通過對喂料量、V選風機轉(zhuǎn)速、中間倉的電動閥氣動閥的開度控制，并綜合磨況和產(chǎn)品質(zhì)量因素，對磨前中間倉進行了穩(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)負荷穩(wěn)定的前提下，通過成品流量計對成品流量的累計統(tǒng)計和喂料量的比較以確定生產(chǎn)系統(tǒng)運行工況的變化趨勢;通過回粉量、磨音電耳值、磨尾負壓值、磨機電流值等運行參數(shù)在智能系統(tǒng)數(shù)學模型的邏輯關(guān)系的計算下，得以量化生產(chǎn)工況的變化程度;通過數(shù)學模型模擬出適宜的系統(tǒng)循環(huán)負荷，采取動態(tài)調(diào)整方式控制磨系統(tǒng)循環(huán)負荷，穩(wěn)定磨況;利用后臺自學習系統(tǒng)周期性的修正循環(huán)負荷，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。系統(tǒng)基于“先穩(wěn)定再優(yōu)化”的設(shè)計原則，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，質(zhì)量在內(nèi)控指標下較小幅度的波動，達到提高平均臺時產(chǎn)量、降低能耗的目的。
?、?專家控制系統(tǒng)建立了質(zhì)量預測系統(tǒng)，通過質(zhì)量和質(zhì)量調(diào)節(jié)參數(shù)(如喂料量、選粉機轉(zhuǎn)速、風機風門開度等)之間大概率的相擬關(guān)系設(shè)計了相應的質(zhì)量預測規(guī)則，實現(xiàn)了“早預測，早調(diào)整”的目的，避免了傳統(tǒng)人工操作通過實測比表面積被動調(diào)整的滯后性問題。
?、?專家控制系統(tǒng)具有先進的自學習功能，能定期對前期運行數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)，并自動對控制參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。
?、?專家控制系統(tǒng)實時對生產(chǎn)系統(tǒng)主要運行參數(shù)在線連續(xù)檢測，確保了生產(chǎn)系統(tǒng)的一些突發(fā)故障能最及時的被發(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。為提升生產(chǎn)的精細化管理、降低操作人員的勞動強度、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。