新一代程序控制系统

新一代程序控制系统

受原燃料性能、工艺装备及生产操作等工况变化的影响，水泥生产过程易出现波动，影响产品的产量和质量，热耗和电耗，生产成本也相应增加。为减少生产波动，操作人员需对生产操作工况进行调整，监控生产过程，使之稳定。

由于生产过程变化过于频繁，操作人员长期操作，体力难于适应。设计制造企业对水泥生产进行了过程控制的工具和方法的开发，解决了多变量或离散控制的各种问题（APC），在生产过程中，相应减少了工艺波动（图1），通过微调，可得到稳定的操作，提高产品的产量和质量，降低能源消耗和生产成本。

1　发展过程

上世纪80年代初，丹麦史密斯公司创建了模糊逻辑专家技术首先用于水泥预分解、预热器窑、磨系统的控制。限于当时的技术条件，在应用过程中，复杂的维护和较长的调试时间影响了用户的接受能力。

随着先进的计算机过程控制技术和远程监控系统的使用，以及模型预测控制（MPC）技术的出现，丹麦史密斯公司通过技术开发组成先进的控制技术，用以优化水泥工艺操作。

在上述基础上，丹麦史密斯公司开发了专家控制监视/工艺专家V8（ECS/Process Expert）系统。此系统是将模型预测控制（MPC）技术、模糊逻辑专家技术和智能选择技术等多个控制技术组合应用，解决了早期水泥生产控制技术应用过程中遇到的问题，从而得以推广应用。使用效果大致为：产量可增加6%，燃料能耗下降6%，质量变化下降30%，投资返回＜1年（见图2）。

2　实施过程

为保证ECS/Process Expert系统的顺利实施，公司结合长期设计水泥工艺、装备运行的经验，制定了全过程分阶段实施方法，共8个阶段，确保系统的长期稳定实施。主要步骤如下：

（1）制订项目计划：项目承接后，项目经理负责制定全面的、从项目开始到完成的计划。

（2）确定程序：公司有关人员进行现场调研，征求用户意见，确定控制需求。

（3）研究应用设计和工艺策略：在现场调研及征求用户意见的基础上，对系统进行设计、制造、安装。

（4）系统首次试运行：完成现场调试，对系统实施现场监控。

（5）培训操作人员和超级用户：公司技术人员对操作人员进行新系统培训。

（6）远程控制和微调：在完成调试阶段后，公司通过远程控制对系统微调优化。

图1　技术先进的工艺控制：先稳定后优化

图2　ECS/Precesses Expert直接效益

（7）回访：全部调试完成后，若企业需要，则公司人员进行现场回访，签定服务合同。

（8）长期支持运行：公司对现场系统运行进行连续监控并分析关键性能指标，帮助和提高系统的持续运行。

3　ECS/Process Expert系统的特点

ECS/Process Expert系统和其他先进的控制系统相比，具有如下特点：

（1）公司长期进行水泥厂的设计、制造、现场施工、调试和优化提高。在此基础上，制定了全过程的八阶段实施方法，确保系统全面完整地实施。

（2）系统是在模糊逻辑专家技术应用的基础上，综合近年来发展的计算机过程控制技术和远程监控系统及模型预控制技术而开发的，该系统已在一批水泥企业应用，提高了产品产量和质量，降低了能源消耗。

（3）系统方案是一个可配置和开放的解决方案，允许客户在此基础上结合需求制定策略，达到期望的结果。

（4）公司对系统进行了持续研究和不断完善提高，满足了水泥生产的技术进步。

4　结语

ECS/Process Expert自动控制系统能够在水泥生产过程中，稳定生产，提高产量，降低能耗，确保产品质量稳定，满足环保限值排放需求。未来，水泥工业的发展需进一步增大代用原燃料的使用量和更为严格的排放限值需求。水泥生产过程中的波动将更大且更频繁，ECS/Proecss Expert自动控制系统必将继续改进和提高，调节更为频繁有效，满足上述发展趋势。

陈友德编译自

No.2/2016

International Cement Review