QCX生料質(zhì)量控制系統(tǒng)介紹

QCX生料質(zhì)量控制系統(tǒng)介紹一、系統(tǒng)概述AutoMix是針對(duì)使用了成分在線分析儀的生料質(zhì)量控制系統(tǒng)軟件。成分分析儀在線檢測(cè)烘干破前混合原料的各氧化物成分，AutoMix自動(dòng)配料軟件依據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)定目標(biāo)間的偏差，按照一定的控制策略，通過(guò)中控系統(tǒng)〔DCS〕動(dòng)態(tài)控制各原料的喂料量和喂料比例，從而穩(wěn)定生料率值指標(biāo)，保證生料合格率。1．硬件需求1.1最低配置本系統(tǒng)要求在IntelPⅣ以上的微型機(jī)或兼容機(jī)上運(yùn)行。計(jì)算機(jī)最低配置要求是：CPU：Intel及兼容Intelx86指令系統(tǒng)的PⅣ1G及以上的CPU內(nèi)存：≥512MB顯卡：Windows系統(tǒng)兼容，支持1024*768的分辨率。硬盤：軟件安裝需要150MB硬盤空間聲卡：Windows系統(tǒng)兼容、有錄音輸入端口的任何聲卡1.2推薦配置CPU：Intel及兼容Intelx86指令系統(tǒng)的P41G及以上的CPU內(nèi)存：≥1G顯卡：Windows系統(tǒng)兼容，支持1024*768分辨率以上。硬盤：軟件安裝需要150MB硬盤空間；硬盤D分區(qū)不小于40GB聲卡：Windows系統(tǒng)兼容、有錄音輸入端口的任何聲卡2、軟件需求2.1操作系統(tǒng)WindowsXP安裝SP2或更高版本。2.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用關(guān)系型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，例如MSSQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)等。二、系統(tǒng)安裝雙擊安裝目錄Setup.exe啟動(dòng)系統(tǒng)安裝程序。如果本機(jī)沒有安裝.NET4.0框架，那么安裝程序會(huì)提示先進(jìn)行.NET4.0框架的安裝。以后按提示操作即可。三、系統(tǒng)原理生料質(zhì)量指標(biāo)通常用率值來(lái)表示，率值表示是生料中最重要的成分組成，國(guó)內(nèi)水泥工業(yè)普遍采用飽和系數(shù)KH，硅率SM，鋁率AM三個(gè)率值，用數(shù)學(xué)公式表示如下：KH=SM=AM=國(guó)外一般用LSF〔LimeSaturationFactor〕表示飽和系數(shù)，計(jì)算公式如下：LSF=上述三個(gè)率值都必須控制在目標(biāo)范圍內(nèi)：1、KH值高，燒成比擬困難，但水泥強(qiáng)度高；KH值低水泥水化較慢，早期強(qiáng)度偏低。2、硅率SM決定熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例，SM過(guò)高，熟料燒成困難；SM過(guò)低影響水泥的強(qiáng)度，且煅燒時(shí)容易結(jié)圈、結(jié)大塊，影響窯的正常操作。3、鋁率AM的大小一方面影響熟料水化速度的快慢，另一方面又關(guān)系到熟料液相粘度，從而影響熟料煅燒的難易。AM過(guò)高物料煅燒困難，過(guò)低燒結(jié)范圍變窄，易結(jié)大塊不利于窯的穩(wěn)定操作。通常認(rèn)為飽和系數(shù)KH(或LSF)是最重要的，其次是AM，再次SM。由于工程定律的原因，原料組成數(shù)應(yīng)多于被控制的變量數(shù)。如三種組份只能控制兩個(gè)率值。因此大型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程一般采用四組份配料，以便于控制KH、SM、AM三個(gè)率值。為保證生料率值的穩(wěn)定，需要將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動(dòng)，原料配比的調(diào)整應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的。傳統(tǒng)取制化方法因?yàn)閷?duì)原料成分分析不及時(shí)，分析總是嚴(yán)重滯后于配料，在原料成分不穩(wěn)定的情況下難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，生料率值合格率下降。安裝成分在線分析儀后，無(wú)需采制樣，可以及時(shí)檢測(cè)出入磨原料的氧化物成分，為實(shí)現(xiàn)按原料成分波動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整原料配比，保證生料合格率提供了良好的硬件根底。生料配料自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件需要與成分在線分析儀檢測(cè)特性和生料粉磨系統(tǒng)大滯后對(duì)象特性相匹配。AutoMix生料質(zhì)量控制系統(tǒng)通過(guò)模糊PID控制、動(dòng)態(tài)補(bǔ)差控制、性能自動(dòng)校準(zhǔn)等控制策略，自控調(diào)整入烘干破原料的配比，保證生料成分的穩(wěn)定。下列圖是一個(gè)典型的基于成分在線分析的生料質(zhì)量控制系統(tǒng)原理圖〔其中生料磨在本工程是烘干破碎機(jī)〕：原料由喂料倉(cāng)(或配料庫(kù))通過(guò)定量給料機(jī)喂料，物料由皮帶機(jī)輸送，從跨帶式在線分析儀測(cè)量腔中穿過(guò)，到烘干破磨制成生料，生料再輸送到均化庫(kù)中均化并儲(chǔ)存。跨帶式在線分析儀動(dòng)態(tài)掃描流經(jīng)的生料，實(shí)時(shí)分析SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、SO3、TiO2等成分?jǐn)?shù)據(jù)，在線計(jì)算LSF、SM、AM等質(zhì)量指標(biāo)。AutoMix自動(dòng)配料系統(tǒng)按照實(shí)時(shí)值〔或周期加權(quán)值〕與配料目標(biāo)值的偏差，通過(guò)相應(yīng)的控制模型輸出原料配比調(diào)整指令，進(jìn)而由中控系統(tǒng)〔DCS〕實(shí)施喂料量的調(diào)整。出烘干破生料由取樣器自動(dòng)取樣，取樣器將一定時(shí)間內(nèi)所取得生料混合并均化，使其為一定時(shí)間內(nèi)的代表樣，生料代表樣每隔30～60分鐘通過(guò)人工或自動(dòng)輸送裝置送到X－射線熒光分析儀進(jìn)行分析，分析結(jié)果自動(dòng)通過(guò)數(shù)據(jù)通訊接口傳送到生料質(zhì)量控制計(jì)算機(jī)，用于校核在線分析儀的性能參數(shù)。四、軟件功能生料成分在線分析1.1在線分析SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、SO3、TiO2等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)輸出數(shù)據(jù)周期為1分鐘或1～任意長(zhǎng)時(shí)間可調(diào)整。提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)〔歷史〕趨勢(shì)圖顯示、設(shè)備狀態(tài)圖顯示等。生料質(zhì)量指標(biāo)在線監(jiān)測(cè)2.2在線監(jiān)測(cè)LSF、SM、AM、C3S、C3A比率等質(zhì)量指標(biāo)的設(shè)定值、實(shí)時(shí)值、周期平均值、歷史數(shù)據(jù)等。2.3在線監(jiān)測(cè)給料機(jī)實(shí)際喂料量、累計(jì)喂料量、設(shè)定喂料比例、實(shí)際喂料比例、累計(jì)喂料比例等，由此全面反映定量給料機(jī)的喂料情況。3、生料質(zhì)量控制對(duì)通過(guò)在線分析儀的生料成分進(jìn)行連續(xù)的加權(quán)累加，并以相應(yīng)的控制策略實(shí)施動(dòng)態(tài)補(bǔ)差控制，及時(shí)調(diào)整原料配比，使生料加權(quán)累計(jì)值逼近設(shè)定目標(biāo)值，從而保證生料的品質(zhì)指標(biāo)和均勻性。系統(tǒng)提供多種控制策略以滿足不同對(duì)象和不同工況的要求。3.1喂料定量給料機(jī)自動(dòng)方式/手動(dòng)方式運(yùn)行人員可以通過(guò)操作界面設(shè)置自動(dòng)/手開工作方式，手動(dòng)方式一般在系統(tǒng)調(diào)度期間或檢修期間使用，正常情況均處于自動(dòng)方式。手動(dòng)方式下，可以根據(jù)系統(tǒng)提供的計(jì)算工具計(jì)算后，在操作界面上設(shè)定各原料的喂料比例。在自動(dòng)方式下，完全根據(jù)在線分析儀的檢測(cè)值和控制目標(biāo)值，并選用某種適宜的控制策略，動(dòng)態(tài)計(jì)算各原料的喂料比例，通過(guò)接口設(shè)備傳送到工廠控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)DCS或PLC上，對(duì)喂料定量給料機(jī)自動(dòng)進(jìn)行控制。3.2實(shí)時(shí)PI控制策略實(shí)時(shí)PI控制方法控制實(shí)際值到達(dá)設(shè)定值，而不考慮均化庫(kù)中每批生料量，該方法主要應(yīng)用于各原料成分比擬穩(wěn)定的工況。3.3模糊PID控制策略配料過(guò)程是一種非線性、大滯后、時(shí)變及存在強(qiáng)干擾的復(fù)雜系統(tǒng)，常規(guī)的控制器缺乏對(duì)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)變化的自適應(yīng)能力，較難取得理想的控制效果。模糊控制把人類自然語(yǔ)言表述的控制策略，通過(guò)模糊集合和模糊邏輯推理轉(zhuǎn)化成數(shù)字或數(shù)學(xué)函數(shù)，再用計(jì)算機(jī)去實(shí)現(xiàn)預(yù)定的控制。模糊PID控制策略可以應(yīng)用于各原料成分波動(dòng)較大的工況。3.4固定批量校正控制批量校正控制是通過(guò)一定批量校正后，使均化庫(kù)內(nèi)目標(biāo)值到達(dá)設(shè)定值。3.5動(dòng)態(tài)補(bǔ)差校正控制對(duì)通過(guò)在線分析儀的生料成分進(jìn)行連續(xù)的加權(quán)累加，以消除或減小一定周期成分指標(biāo)加權(quán)平均值與設(shè)定值的偏差為目標(biāo)，及時(shí)調(diào)整原料配比，使生料加權(quán)累計(jì)值動(dòng)態(tài)地逼近設(shè)定目標(biāo)值。3.6多系統(tǒng)控制如果有多臺(tái)生料制備設(shè)備，系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行控制。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)及管理4.1提供人機(jī)接口界面，使用戶可以使用鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行日常分析及相應(yīng)的報(bào)表查詢、報(bào)表輸出等工作；允許用戶定義操作級(jí)別，可以定義成不同的應(yīng)用級(jí)別，并根據(jù)級(jí)別設(shè)定密碼，以確定相應(yīng)的操作權(quán)限；4.2提供可視化操作平臺(tái)，允許用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，實(shí)現(xiàn)控制策略選擇、目標(biāo)值設(shè)定、偏離量調(diào)整、數(shù)據(jù)預(yù)錄入等工作，實(shí)現(xiàn)多變量、多指標(biāo)、多工況的分析、調(diào)節(jié)及數(shù)據(jù)管理等功能；4.3提供故障自診斷，系統(tǒng)故障時(shí)給出報(bào)警提示；4.4保存二年以上的歷史數(shù)據(jù)；可以提供離線的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、報(bào)表輸出等功能；4.5數(shù)據(jù)/事件記錄，分析數(shù)據(jù)及各種報(bào)表，需要時(shí)可以立即調(diào)出顯示，也可以隨時(shí)打印以便存檔。4.6控制趨勢(shì)圖形顯示及打印。4.7各種報(bào)告及報(bào)告打印。5、其它功能5.1通過(guò)OPC/ODBC/LAN/