和利时的优化控制案例分析

简介：
本案例分析深入探讨了和利时公司在工业自动化领域的优化控制技术应用，展示了其在提高生产效率、降低成本及增强系统稳定性的成功实践。 ### 和利时优化控制案例分析 #### 一、项目背景及意义 在当前工业化进程中，水泥制造作为基础建设的重要组成部分，对于确保经济持续健康发展具有重大意义。然而，传统的水泥生产线存在能耗高、污染严重等问题，这不仅增加了生产成本，也对环境造成了较大负担。因此，如何提高水泥生产的自动化水平，实现节能减排，成为了业界关注的重点。在此背景下，“和利时优化控制案例”应运而生，该项目旨在通过对水泥生产线中的关键环节进行精细化控制，达到提高生产效率、降低能耗的目的。 #### 二、项目目标与实施范围 项目的主要目标是针对江山南方水泥有限公司2500吨熟料生产线的烧成系统，具体包括分解炉温度及篦冷机压力两个关键参数的优化控制。通过实施先进的自动控制策略，使生产线能够更加稳定高效地运行。 #### 三、工艺流程概述 新型干法水泥生产线的烧成系统主要包括以下步骤： 1. **窑外预热分解**：利用回转窑排出的废气预热生料，并在分解炉中完成大部分的碳酸盐分解。 2. **窑内煅烧**：在回转窑中继续加热并完成熟料的形成。 3. **熟料冷却**：通过篦冷机将高温熟料迅速冷却至可存储或输送的状态。 4. **废气处理**：对生产过程中产生的废气进行净化处理。 #### 四、技术难点与解决方案 ##### 分解炉温度控制难点 1. 影响因素众多，例如分解炉喂煤量、煤粉质量及入窑生料量等都会影响分解炉的温度。 2. 反应时间较长，如喂料变化后大约需要3-5分钟才会对分解炉温度产生影响，并且需要更长时间来达到稳定状态。 3. 外界干扰强，例如入窑生料量和煤质的变化会强烈干扰分解炉温度。 **解决方案**：采用先进的APC（先进过程控制）技术，通过监测多个输入变量如生料量、分解炉中部温度等，并对给煤量及高温风机频率进行动态调整来实现精确的分解炉温度控制。 ##### 篦冷机篦下压力控制难点 1. 影响因素众多，例如篦床转速和进入篦床的料量都会影响篦下压力。 2. 反应时间较长，如物料变化需要半小时至一小时才能在压力上体现出来。 3. 随机干扰强，例如掉窑皮、塌料等现象会对篦下压力产生不可预测的影响。 **解决方案**：同样采用APC技术，通过监测篦冷机一段转速和烟室压力，并据此调整篦冷机一段转速来实现有效的篦下压力控制。 #### 五、控制方案及实施效果 基于以上分析，项目团队制定了具体的控制方案： 1. **分解炉温度APC优化控制方案** - 被控量：分解炉出口温度和氧含量 - 控制量：窑尾给煤量和高温风机频率 - 扰动量：生料量、中部温度及三次风温 2. **篦冷机一段压力APC优化控制方案** - 被控量：篦冷机一段出口压力 - 控制量：篦冷机一段转速 - 扰动量：窑主电机电流和烟室压力等 3. **入窑生料APC优化控制方案** - 被控量：提升机电流及稳流仓重量 - 控制量：给料阀控制与稳流仓阀门调整 通过实施这些控制方案，项目的实际运行效果显著。在使用APC技术后，分解炉温度和篦冷机一段压力都表现出更加稳定的趋势，并且相比手动操作有了明显的改善。 #### 六、结论与展望 “和利时优化控制案例”成功地证明了APC技术在水泥生产过程中的应用价值。通过精细化的自动控制不仅可以提高生产效率，还能有效减少能源消耗及环境污染。未来随着技术的进步，类似的优化控制方案将在更多行业中得到广泛应用，并推动制造业向更加智能化、绿色化的方向发展。