QCX生料质量控制系统介绍

QCX 生料质量控制系统介绍一、系统概述AutoMix 是针对使用了成分在线分析仪的生料质量控制系统软件。成分分析仪在线检测 烘干破前混合原料的各氧化物成分，AutoMix自动配料软件依据实时数据与设定目标间的偏 差，按照一定的控制策略，通过中控系统（DCS）动态控制各原料的喂料量和喂料比例，从 而稳定生料率值指标，保证生料合格率。1硬件需求1.1 最低配置本系统要求在In tel PW以上的微型机或兼容机上运行。计算机最低配置要求是：C P U： I ntel及兼容In tel x86指令系统的PW1G及以上的CPU内存：$512MB显 卡：Windows系统兼容，支持1024*768的分辨率。硬 盘：软件安装需要 150MB 硬盘空间声 卡： Windows 系统兼容、有录音输入端口的任何声卡1.2 推荐配置C P U： I ntel及兼容In tel x86指令系统的P4 1G及以上的CPU内存：三1G显 卡： Windows 系统兼容，支持1024*768分辨率以上。硬 盘：软件安装需要150MB硬盘空间；硬盘D分区不小于40GB声 卡： Windows 系统兼容、有录音输入端口的任何声卡2、软件需求2.1 操作系统WindowsXP 安装 SP2 或更高版本。2.2 数据库系统数据库采用关系型网络数据库，例如MS SQLSERVER数据库等。二、系统安装双击安装目录Setup.exe启动系统安装程序。如果本机没有安装.NET 4.0框架，则安装程序会提示先 进行.NET 4.0框架的安装。以后按提示操作即可。三、系统原理生料质量指标通常用率值来表示，率值表示是生料中最重要的成分组成，国内水泥工 业普遍采用饱和系数KH，硅率SM，铝率AM三个率值，用数学公式表示如下：CQ O 1.65>lZn £7g 03!5F%Om2.8SiOSiO2国外一般用LSF (Lime Saturation Factor)表示饱和系数，计算公式如下：吩 型空2.8Sf£?2 + l-lSAij Og + OnGSjFej上述三个率值都必须控制在目标范围内：1、KH值高，烧成比较困难，但水泥强度高；KH值低水泥水化较慢，早期强度偏低。2、硅率SM决定熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例，SM过高，熟料烧成困难；SM过 低影响水泥的强度，且煅烧时容易结圈、结大块，影响窑的正常操作。3、铝率 AM 的大小一方面影响熟料水化速度的快慢，另一方面又关系到熟料液相粘度，从 而影响熟料煅烧的难易。 AM 过高物料煅烧困难，过低烧结范围变窄，易结大块不利于 窑的稳定操作。通常认为饱和系数KH(或LSF)是最重要的，其次是AM,再次SM。由于工程定律的原因， 原料组成数应多于被控制的变量数。如三种组份只能控制两个率值。因此大型干法水泥生 产过程一般采用四组份配料，以便于控制KH、SM、AM三个率值。为保证生料率值的稳定，需要将制造水泥的原料按一定的配比混合。由于入磨原料成 分的波动，原料配比的调整应该是动态的。传统取制化方法因为对原料成分分析不及时， 分析总是严重滞后于配料，在原料成分不稳定的情况下难以实现自动调整，生料率值合格 率下降。安装成分在线分析仪后，无需采制样，可以及时检测出入磨原料的氧化物成分，为实 现按原料成分波动动态调整原料配比，保证生料合格率提供了良好的硬件基础。生料配料自动控制系统软件需要与成分在线分析仪检测特性和生料粉磨系统大滞后对 象特性相匹配。 AutoMix 生料质量控制系统通过模糊 PID 控制、动态补差控制、性能自动校 准等控制策略，自控调整入烘干破原料的配比，保证生料成分的稳定。下图是一个典型的基于成分在线分析的生料质量控制系统原理图（其中生料磨在本项目是烘干破碎机）：执行调整1234孚之NNDCS哩料秤信号YACS离线 成分在线分析仪原料成分操作员站茫策略配置 歩数设定Z*生料磨>13羊品制备AutoMix自动配料软件原料由喂料仓（或配料库）通过定量给料机喂料，物料由皮带机输送，从跨带式在线分 析仪测量腔中穿过，到烘干破磨制成生料，生料再输送到均化库中均化并储存。跨带式在线分析仪动态扫描流经的生料，实时分析 SiO 、Al O 、Fe O 、CaO、MgO、Na O、 2 2 3 2 3 2KO、SO、TiO等成分数据，在线计算LSF、SM、AM等质量指标。AutoMix自动配料系统按 232照实时值（或周期加权值）与配料目标值的偏差，通过相应的控制模型输出原料配比调整 指令，进而由中控系统（DCS）实施喂料量的调整。出烘干破生料由取样器自动取样，取样器将一定时间内所取得生料混合并均化，使其 为一定时间内的代表样，生料代表样每隔3060分钟通过人工或自动输送装置送到X射 线荧光分析仪进行分析，分析结果自动通过数据通讯接口传送到生料质量控制计算机，用 于校核在线分析仪的性能参数。四、软件功能1、生料成分在线分析1.1在线分析SiO、Al O、FeO、CaO、MgO、Na 0、KO、SO、TiO等实时数据，实时输出数22 32 32232据周期为 1 分钟或 1任意长时间可调整。1.2提供实时数据显示、实时（历史）趋势图显示、设备状态图显示等。2、生料质量指标在线监测2.2在线监测LSF、SM、AM、C S、CA比率等质量指标的设定值、实时值、周期平均值、历33史数据等。2.3 在线监测给料机实际喂料量、累计喂料量、设定喂料比例、实际喂料比例、累计喂料比 例等，由此全面反映定量给料机的喂料情况。3、生料质量控制对通过在线分析仪的生料成分进行连续的加权累加，并以相应的控制策略实施动态补差 控制，及时调整原料配比，使生料加权累计值逼近设定目标值，从而保证生料的品质指 标和均匀性。系统提供多种控制策略以满足不同对象和不同工况的要求。3.1 喂料定量给料机自动方式/手动方式运行人员可以通过操作界面设置自动/手动工作方式，手动方式一般在系统调度期间或 检修期间使用，正常情况均处于自动方式。手动方式下，可以根据系统提供的计算工具计算后，在操作界面上设定各原料的喂料比 例。在自动方式下，完全根据在线分析仪的检测值和控制目标值，并选用某种适宜的控制策 略，动态计算各原料的喂料比例，通过接口设备传送到工厂控制计算机系统DCS或PLC上， 对喂料定量给料机自动进行控制。3.2实时PI控制策略实时 PI 控制方法控制实际值达到设定值，而不考虑均化库中每批生料量，该方法主要 应用于各原料成分比较稳定的工况。3.3 模糊 PID 控制策略配料过程是一种非线性、大滞后、时变及存在强干扰的复杂系统，常规的控制器缺乏 对被控对象动态变化的自适应能力，较难取得理想的控制效果。模糊控制把人类自然语言 表述的控制策略，通过模糊集合和模糊逻辑推理转化成数字或数学函数，再用计算机去实 现预定的控制。模糊PID控制策略可以应用于各原料成分波动较大的工况。3.4 固定批量校正控制批量校正控制是通过一定批量校正后，使均化库内目标值达到设定值。3.5 动态补差校正控制对通过在线分析仪的生料成分进行连续的加权累加，以消除或减小一定周期成分指标加 权平均值与设定值的偏差为目标，及时调整原料配比，使生料加权累计值动态地逼近设 定目标值。3.6 多系统控制如果有多台生料制备设备，系统可以同时对它们进行控制。4、生产统计及管理 4.1提供人机接口界面，使用户可以使用鼠标和键盘进行日常分析及相应的报表查询、报表 输出等工作；允许用户定义操作级别，可以定义成不同的应用级别，并根据级别设定 密码，以确定相应的操作权限；4.2 提供可视化操作平台，允许用户根据现场实际工况，实现控制策略选择、目标值设定、 偏离量调整、数据预录入等工作，实现多变量、多指标、多工况的分析、调节及数据管 理等功能；4.3 提供故障自诊断，系统故障时给出报警提示；4.4 保存二年以上的历史数据；可以提供离线的统计、计算、报表输出等功能；4.5 数据/事件记录，分析数据及各种报表，需要时可以立即调出显示，也可以随时打印以 便存档。4.6 控制趋势图形显示及打印。4.7 各种报告及报告打印。5、其它功能5.1通过OPC/ODBC/LAN/MODBUS/Profibus-DP通讯协议与DCS或PLC的通讯，动态输出各原料调整比例；5.2通过OPC/ODBC/LAN/MODBUS/Profibus-DP通讯协议与X-射线荧光分析仪通讯，自动接收分析结果，完成系统分析性能自校正；5.3使用VPN或电话线通讯，通过互联网可以实现远程诊断和维护；5.4 支持多个客户端。