CN104615074A - 水泥粉磨智能控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水泥粉磨智能控制系统和方法，包括中央控制器和与之通信的PLC控制系统，其特征在于：其还包括实时监测水泥的粒度、输出监测值的粒度在线分析仪，中央控制器包括参数设定模块、自适应参数调整模块，参数设定模块用于设定水泥粉磨生产设备的初始工作参数，记为初始目标值，自适应参数调整模块用于按照预先设定的程序加或者减所述初始目标值而得到新目标值，并将新目标值作为调整后的初始目标值使用；PLC控制系统对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，中央控制器根据这一比较结果从所述参数设定模块和自适应参数调整模块中选择一个作为参数控制输出；本发明以保持最佳磨况为控制思路，实现水泥粉磨的优质稳产、优质高产。

Description

水泥粉磨智能控制系统和方法

技术领域

本发明涉及一种水泥粉磨智能控制系统和方法。

背景技术

水泥粉磨是水泥制造的最重要工序，其是把熟料、石膏、混合材等没有水硬性的块状物料转变成具有水硬性的粉状物料，其主要功能在于将水泥熟料及缓凝剂、性能调节材料等粉磨至适宜的粒度（以细度标示），以增大其水化面积，加速水化速率，满足水泥浆体凝结。硬化要求。

目前我国水泥厂采用的微机配料系统实现了对各路物料下料比例的控制，使生产过程中化学成分达到合格的要求，但在进行生产控制时，主要依靠中控操作人员来调整各生产设备的操作参数来控制，由于中控操作人员技术水平参差不齐，操作思路各异，调整幅度不同，调整不准确等原因，经常出现调过头、或始终差一点的问题，要么在质量合格的条件下难以达到产量的最大化，要么产量最大化了质量又达不到要求。

发明内容

为了解决背景技术中的不足，本发明的目的在于克服背景技术的缺陷，提供一种水泥粉磨智能控制系统，同时提供一种采用这一水泥粉磨智能控制系统的水泥粉磨控制方法 ，粉磨的水泥粒度均匀，实现水泥粉磨的优质稳产、优质高产。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水泥粉磨智能控制系统，包括中央控制器和与之通信的PLC控制系统，所述中央控制器能够设定并调整水泥粉磨生产设备的工作参数，其特征在于：其还包括设置在水泥成品输出管道中的粒度在线分析仪，

所述中央控制器包括参数设定模块、自适应参数调整模块，所述参数设定模块用于设定水泥粉磨生产设备的初始工作参数，记为初始目标值，所述自适应参数调整模块用于按照预先设定的程序加或者减所述初始目标值而得到新目标值，并将新目标值作为调整后的初始目标值使用；

所述粒度在线分析仪用于在线实时监测水泥成品输出管道中的水泥粒度分布以及变化趋势，并以用户自定义的模拟量或者数字量的形式输出，输出记为监测值；

所述PLC控制系统接收粒度在线分析仪输出的监测值， 对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，中央控制器根据这一比较结果从所述参数设定模块和自适应参数调整模块中选择一个作为参数控制输出；

当监测值等于初始目标值时，选择参数设定模块；否则选择自适应参数调整模块。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述参数设定模块设定初始目标值后将这一初始目标值存入中央控制器的数据库内，所述自适应参数调整模块接到中央控制器的指令后从数据库中读取初始目标值，按照预先设定的程序加或者减初始目标值而得到新目标值，并将这一新目标值存入中央控制器的数据库内覆盖参数设定模块中的初始目标值作为调整后的当前初始目标值使用。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述水泥粉磨生产设备至少包括球磨机、辊压机、各配料称、打散分级机以及选粉机。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制器调整球磨机的参数时，通过自适应调整模块按照预先设定的程序增加或者减少磨机工作电流来实现，所述控制器调整打散分级机的参数时，通过自适应调整模块按照预先设定的程序增加或者减少打散分级机的转速来实现的。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述自适应调整模块调整球磨机和打散分级机的参数的步骤为：

S1：连续采集现场磨机电流值与打散分级机转速，并取平均值；

S2：当磨机电流平均值222A＜I＜226A时，打散分级机转速不做调整；

     当磨机电流平均值I＜222A时，判断打散分级机转速是否小于下限值，如果是，则转速不变；否则进入S3;

     当磨机电流平均值I＞226A时，判断打散分级机转速是否大于上限值，如果是，则转速不变；否则进入S4；

S3：参数控制减少打散分级机转速，并再次判断分级机转速是否小于下限值，如果是，则转速等于下限值；否则无动作，进入S5；

S4：参数控制增加打散分级机转速，并再次判断分级机转速是否大于上限值，如果是，则转速等于上限值；否则无动作，进入S5；

S5：判断程序是否结束，是则结束，否则进入S1，如此形成循环。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制器调整配料称的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少单位时间内的喂料量，或暂定喂料来实现。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制器调整辊压机的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少辊压机的电流、压力值以及位移来实现，辊压机电流的调整范围为：45±5A，压力值调整范围为9.5±0.5MPa，位移值调整范围为25±10mm。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制器调整选粉机的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少选粉机的转速来实现，所述选粉机转速的调整范围为：1000±100转/s。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括系统启动工作时中央控制器默认选择参数设定模块。

本发明采取的又一技术方案是：一种上述的水泥粉磨智能控制系统对水泥进行粉磨的控制方法，包括以下步骤

A1：启动控制系统，中央控制器默认参数设定模块，依次设定初始目标值，初始目标值包括球磨机的初始工作电流，辊压机的初始工作电流、压力值以及位移值，各配料称单位时间的喂料量，打散分级机的初始转速、选粉机的初始转速；

A2：启动粒度在线分析仪，实时监测水泥成品输出管道中的水泥粒度分布以及变化趋势，并以用户自定义的模拟量或者数字量的形式输出，输出记为监测值；

A3：PLC控制系统接收监测值，对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，当监测值等于初始目标值时中央控制器选择参数设定模块设定各生产设备的参数值，并将初始目标值存入中央控制器的数据库内；当监测值不等于初始目标值时，控制器选择自适应参数调整模块， 所述自适应参数调整模块从数据库中读取初始目标值，按照预先设定的程序加或者减初始目标值而得到新目标值，并将这一新目标值存入中央控制器的数据库内覆盖参数设定模块中的初始目标值作为调整后的当前初始目标值使用，自适应调整参数模块按照当前初始目标值来设定各生产设备的运行参数，完成第一次调整；

A4：间隔300s后，再次进入A3，完成第二次调整，依次循环，逐步趋近、达到、保持成品水泥粒度的均匀性和输出水泥质量的稳定性，已达到最佳磨况。

本发明的有益之处在于：本发明比现有的技术方案更好的利用了系统的智能控制，按照设定的程序和调整幅度调整，达到水泥粉磨统一操作参数、统一操作思路、统一调节幅度的“三个统一”，解决了长期以来难以解决的磨机统一操作问题，利用安装在水泥成品输出管道中的粒度在线分析仪实时的追踪和监控水泥的粒度，并反馈至控制系统，使得智能控制时刻处于调整状态，只要未达到目标就调整，达到控制目标就监控，解决了人工调整“懒”的问题，整体以保持最佳磨况为控制思路，实现水泥粉磨的优质稳产、优质高产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的一实施例的模块示意图；

图2是本发明的球磨机电流和打散分级机转速的控制流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在对本发明的控制系统进行描述之前，首先介绍一下水泥粉磨生产用到的主要设备，1、配料称-——用于喂料；2、辊压机——用于将物料压成料饼；3、打散分级机——将料饼打散并将粉末分为细分和粗粉；4、选粉机——对细分和粗粉进行筛选；5、球磨机——对细分进行高细磨。

图1提供了一种水泥粉磨智能控制系统的模块图，包括中央控制器和与之基于OPC协议进行通信的PLC控制系统，以及设置在水泥成品输出管道中的粒度在线分析仪，粒度在线分析仪采用由英国XOPTIX公司生产的Xoptix粒度在线分析仪，Xoptix粒度在线分析仪自动取样测量水泥成品输出管道中水泥的粒度，并将测量数据记为监测值输出到PLC控制系统中。

在现有的生产控制线路上可以通过中央控制器对各设备的工作参数进行远程调整，其中中央控制器包括参数设定模块和自适应参数调整模块，所述参数设定模块用于设定水泥粉磨各生产设备的初始工作参数，记为初始目标值，参数设定模块设定初始目标值后将这一初始目标值存入中央控制器的数据库内；

所述自适应参数调整模块能够从数据库中读取初始目标值，按照预先设定的程序加或者减初始目标值而得到新目标值，并将这一新目标值存入中央控制器的数据库内覆盖参数设定模块中的初始目标值作为调整后的当前初始目标值使用。

PLC控制系统接收粒度在线分析仪输出的监测值， 对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，中央控制器根据这一比较结果从所述参数设定模块和自适应参数调整模块中选择一个作为参数控制输出；

当监测值等于初始目标值时，选择参数设定模块对各设备进行工作参数的设定，比如，设置球磨机的初始工作电流，辊压机的初始工作电流、压力值以及位移值，各配料称单位时间的喂料量，打散分级机的初始转速、选粉机的初始转速。

当检测值不等于初始目标值时，选择自适应参数调整模块对各设备进行工作参数的调整，其中通过自适应调整模块按照预先设定的程序增加或者减少磨机工作电流来实现，通过自适应调整模块按照预先设定的程序增加或者减少打散分级机的转速来实现的，如图2所示，具体步骤如下：

S1：连续采集现场磨机电流值与打散分级机转速，并取平均值；

S2：当磨机电流平均值222A＜I＜226A时，打散分级机转速不做调整；

     当磨机电流平均值I＜222A时，判断打散分级机转速是否小于下限值如果是，则转速不变；否则进入S3;

     当磨机电流平均值I＞226A时，判断打散分级机转速是否大于上限值，如果是，则转速不变；否则进入S4；

S3：参数控制减少打散分级机转速，并再次判断分级机转速是否小于下限值，如果是，则转速等于下限值；否则无动作，进入S5；

S4：参数控制增加打散分级机转速，并再次判断分级机转速是否大于上限值，如果是，则转速等于上限值；否则无动作，进入S5；

S5：判断程序是否结束，是则结束，否则进入S1，如此形成循环。

所述控制器调整配料称的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少单位时间内的喂料量，或暂定喂料来实现。

所述控制器调整辊压机的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少辊压机的电流、压力值以及位移来实现，辊压机电流的调整范围为：45±5A，压力值调整范围为9.5±0.5MPa，位移值调整范围为25±10mm。

所述控制器调整选粉机的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少选粉机的转速来实现，所述选粉机转速的调整范围为：1000±100转/s。

基于上述的智能控制系统，本发明还提供一种水泥粉磨的控制方法，包括以下步骤

A1：启动控制系统，中央控制器默认参数设定模块，依次设定初始目标值，初始目标值包括球磨机的初始工作电流，辊压机的初始工作电流、压力值以及位移值，各配料称单位时间的喂料量，打散分级机的初始转速、选粉机的初始转速；

A2：启动粒度在线分析仪，实时监测水泥成品输出管道中的水泥粒度分布以及变化趋势，并以用户自定义的模拟量或者数字量的形式输出，输出记为监测值；

A3：PLC控制系统接收监测值，对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，当监测值等于初始目标值时中央控制器选择参数设定模块设定各生产设备的参数值，并将初始目标值存入中央控制器的数据库内；当监测值不等于初始目标值时，控制器选择自适应参数调整模块， 所述自适应参数调整模块从数据库中读取初始目标值，按照预先设定的程序加或者减初始目标值而得到新目标值，并将这一新目标值存入中央控制器的数据库内覆盖参数设定模块中的初始目标值作为调整后的当前初始目标值使用，自适应调整参数模块按照当前初始目标值来设定各生产设备的运行参数，完成第一次调整；

A4：间隔300s后，再次进入A3，完成第二次调整，依次循环，逐步趋近、达到、保持成品水泥粒度的均匀性和输出水泥质量的稳定性，已达到最佳磨况。至此完成自适应的智能控制，解决了人工调整“懒”的问题，实现水泥粉磨的优质稳产、优质高产。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1. 一种水泥粉磨智能控制系统，包括中央控制器和与之通信的PLC控制系统，所述中央控制器能够设定并调整水泥粉磨生产设备的工作参数，其特征在于：其还包括设置在水泥成品输出管道中的粒度在线分析仪，

所述中央控制器包括参数设定模块、自适应参数调整模块，所述参数设定模块用于设定水泥粉磨生产设备的初始工作参数，记为初始目标值，所述自适应参数调整模块用于按照预先设定的程序加或者减所述初始目标值而得到新目标值，并将新目标值作为调整后的初始目标值使用；

所述粒度在线分析仪用于在线实时监测水泥成品输出管道中的水泥粒度分布以及变化趋势，并以用户自定义的模拟量或者数字量的形式输出，输出记为监测值；

所述PLC控制系统接收粒度在线分析仪输出的监测值， 对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，中央控制器根据这一比较结果从所述参数设定模块和自适应参数调整模块中选择一个作为参数控制输出；

当监测值等于初始目标值时，选择参数设定模块；否则选择自适应参数调整模块。

2.根据权利要求1所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述参数设定模块设定初始目标值后将这一初始目标值存入中央控制器的数据库内，所述自适应参数调整模块接到中央控制器的指令后从数据库中读取初始目标值，按照预先设定的程序加或者减初始目标值而得到新目标值，并将这一新目标值存入中央控制器的数据库内覆盖参数设定模块中的初始目标值作为调整后的当前初始目标值使用。

3.根据权利要求2所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述水泥粉磨生产设备至少包括球磨机、辊压机、各配料称、打散分级机以及选粉机。

4.根据权利要求3所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述控制器调整球磨机的参数时，通过自适应调整模块按照预先设定的程序增加或者减少磨机工作电流来实现，所述控制器调整打散分级机的参数时，通过自适应调整模块按照预先设定的程序增加或者减少打散分级机的转速来实现的。

5.根据权利要求4所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述自适应调整模块调整球磨机和打散分级机的参数的步骤为：

S1：连续采集现场磨机电流值与打散分级机转速，并取平均值；

S2：当磨机电流平均值222A＜I＜226A时，打散分级机转速不做调整；

     当磨机电流平均值I＜222A时，判断打散分级机转速是否小于下限值，如果是，则转速不变；否则进入S3;

     当磨机电流平均值I＞226A时，判断打散分级机转速是否大于上限值，如果是，则转速不变；否则进入S4；

S3：参数控制减少打散分级机转速，并再次判断分级机转速是否小于下限值，如果是，则转速等于下限值；否则无动作，进入S5；

S4：参数控制增加打散分级机转速，并再次判断分级机转速是否大于上限值，如果是，则转速等于上限值；否则无动作，进入S5；

S5：判断程序是否结束，是则程序结束，否则进入S1，如此形成循环。

6.根据权利要求3所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述控制器调整配料称的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少单位时间内的喂料量，或暂定喂料来实现。

7.根据权利要求3所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述控制器调整辊压机的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少辊压机的电流、压力值以及位移来实现，辊压机电流的调整范围为：45±5A，压力值调整范围为9.5±0.5MPa，位移值调整范围为25±10mm。

8.根据权利要求3所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：所述控制器调整选粉机的参数值时，通过自适应参数调整模块按照预先设定的程序增加或者减少选粉机的转速来实现，所述选粉机转速的调整范围为：1000±100转/s。

9.根据权利要求1所述的水泥粉磨智能控制系统，其特征在于：系统启动工作时中央控制器默认选择参数设定模块。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的水泥粉磨控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤

A1：启动控制系统，中央控制器默认参数设定模块，依次设定初始目标值，初始目标值包括球磨机的初始工作电流，辊压机的初始工作电流、压力值以及位移值，各配料称单位时间的喂料量，打散分级机的初始转速、选粉机的初始转速；

A2：启动粒度在线分析仪，实时监测水泥成品输出管道中的水泥粒度分布以及变化趋势，并以用户自定义的模拟量或者数字量的形式输出，输出记为监测值；

A3：PLC控制系统接收监测值，对监测值与初始目标值进行分析比较，将比较结果反馈至中央控制器，当监测值等于初始目标值时中央控制器选择参数设定模块设定各生产设备的参数值，并将初始目标值存入中央控制器的数据库内；当监测值不等于初始目标值时，控制器选择自适应参数调整模块， 所述自适应参数调整模块从数据库中读取初始目标值，按照预先设定的程序加或者减初始目标值而得到新目标值，并将这一新目标值存入中央控制器的数据库内覆盖参数设定模块中的初始目标值作为调整后的当前初始目标值使用，自适应调整参数模块按照当前初始目标值来设定各生产设备的运行参数，完成第一次调整；

A4：间隔300s后，再次进入A3，完成第二次调整，依次循环，逐步趋近、达到、保持成品水泥粒度的均匀性和输出水泥质量的稳定性，已达到最佳磨况。