CN106895710B

CN106895710B - 石灰窑的自动化控制方法和装置

Info

Publication number: CN106895710B
Application number: CN201510944999.XA
Authority: CN
Inventors: 刘畅; 张瑞祥
Original assignee: Beijing Jiayong Huitong Energy Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jiayong Huitong Energy Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2019-04-23
Anticipated expiration: 2035-12-17
Also published as: CN106895710A

Abstract

本发明公开了一种石灰窑的自动化控制方法和装置，其中，该方法包括：确定煤气的热值；根据确定的煤气的热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现预定产量所需的风量；根据确定的风量控制风机的转速。本发明通过参照煤气热值和产量要求来控制石灰窑的配风，能够让配风控制所参照的条件更加客观，从而保证了配风控制的准确性和实时性，避免了因为单纯参照温度、或借助人工计算风量而导致配风控制不合理的问题。由于本发明的方案能够实时、准确地控制石灰窑的配风，所以能够有效提高石灰窑生产的自动化程度，满足工艺流程要求，有助于改善石灰窑的生产效率和产品质量。

Description

石灰窑的自动化控制方法和装置

技术领域

本发明涉及石灰窑，并且特别地，涉及一种石灰窑的自动化控制方案。

背景技术

石灰窑是通过燃烧燃料进行煅烧的窑炉。目前，随着工业生产对石灰石的需求日益提高，石灰窑也在被越来越多的采用。为了提高石灰窑的生产效率、降低能源消耗、减少尾气排放、改善产品质量，已经提出了很多改进方案。并且，由于当今的生产过程对于自动化程度的需求越来越高，也有人针对石灰窑提出了自动化控制方法。

在石灰窑的生产过程中，需要对石灰窑的进料、卸料、配风等各个方面进行控制。其中，进料和卸料的控制过程较为简单，只需要采集较为简单的信息即可，并且不需要复杂的判断逻辑。

与进料和卸料控制不同，石灰窑的配风控制较为复杂。目前，石灰窑配风的控制方式主要包括以下两种方式：(方式1)借助人工计算结果进行控制、以及(方式2)采集温度并通过PID进行调节和控制。但是，上述控制方式均存在较大的缺陷，不能够满足实际要求。

具体而言，上述(方式1)需要基于人工计算，但是目前所采用的计算方法缺少准确、客观的理论依据，因此计算出来的配风结果显然是不准确的。另外，由于上述(方式1)需要借助人工计算，因此无法根据实际情况或工作参数的变化来及时改变配风，实时性较差。

另外，上述(方式2)的实施需要基于温度采集的结果。但是，温度的变化并不能正确反映配风是否合理，并且温度这一参数有较为严重的滞后性。因此，上述(方式2)的准确度较差。

可以看出，目前针对石灰窑采用的配风控制方案的准确性和实时性较差，进而导致不能够进行合理配风的问题，而配风不合理将直接影响石灰窑的生产效率和产品质量。

然而，针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中对石灰窑配风不够合理的技术问题，本发明提出一种石灰窑的自动化控制方法和装置，能够提高石灰窑的配风控制的准确性和实时性。

根据本发明的一个方面，提供了一种石灰窑的自动化控制方法。

根据本发明的石灰窑的自动化控制方法包括：

确定煤气的热值；

根据确定的煤气的热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现预定产量所需的风量；

根据确定的风量控制风机的转速。

其中，根据确定的风量控制风机的转速的步骤包括：

根据确定的风量，确定风机所对应的变频器的输出值，利用确定的输出值控制风机的转速。

并且，在利用确定的输出值控制风机的转速时，进一步参照根据环境参数和/或风机自泄漏系数对变频器的输出值进行修正，并利用修正后的输出值控制风机的转速。

可选地，上述述环境参数包括以下至少之一：海拔、温度。

此外，确定实现预定产量所需的风量的步骤可以包括以下至少之一：

根据预定的日产量要求与热值之间的预定关系，确定实现预定产量所需的煤气的目标流量；

根据煤气流量以及煤气中预定组分所占比例，确定实现预定产量所需的助燃空气的目标流量；

预定的日产量要求确定实现预定产量所需的冷却风的目标流量。

其中，根据确定的风量控制风机的转速的步骤可以包括：

根据煤气的目标流量、助燃空气的目标流量、以及冷却风的目标流量中的至少之一，对相应风机的转速进行调整。

此外，确定煤气的热值的步骤可以包括：

根据预定组分在煤气中的含量，确定煤气的热值。

另外，在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下，进行告警和/或提示用户是否启动其他风机；在实现预定产量所需的风量大于所有风机所能提供的最大风量的情况下，进行告警和/或由风机所对应的变频器继续维持当前方式输出信号以控制风机运行。

此外，确定煤气的热值的步骤可以包括：以预定周期对煤气进行检测，并用于根据最近一次的检测结果、以及之前至少一次的检测结果，确定煤气的热值。

根据本发明的另一方面，提供了一种石灰窑的自动化控制装置。

根据本发明的石灰窑的自动化控制装置包括：

热值确定模块，用于确定煤气的热值；

配风确定模块，用于根据确定的煤气的热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现预定产量所需的风量；

风机控制模块，用于根据确定的风量控制风机的转速。

其中，风机控制模块用于根据确定的风量，确定风机所对应的变频器的输出值，利用确定的输出值控制风机的转速。

并且，在利用确定的输出值控制风机的转速时，配风确定模块可以进一步参照根据海拔高度、温度、以及风机自泄漏系数中的至少之一，对变频器的输出值进行修正，并利用修正后的输出值控制风机的转速。

可选地，上述环境参数可以包括以下至少之一：海拔、温度。

此外，配风确定模块用于通过以下方式中的至少之一，确定实现预定产量所需的风量：

此外，在根据确定的风量控制风机的转速时，风机控制模块用于根据煤气的目标流量、助燃空气的目标流量、以及冷却风的目标流量中的至少之一，对相应风机的转速进行调整。

此外，上述热值确定模块用于根据预定组分在煤气中的含量，确定煤气的热值。

另外，根据本发明的石灰窑的自动化控制装置还包括告警模块，用于在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下进行告警，以及用于在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下进行告警。

另外，根据本发明的石灰窑的自动化控制装置还包括提示模块，用于在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下，提示用户是否启动其他风机。

此外，在实现预定产量所需的风量大于所有风机所能提供的最大风量的情况下，风机控制模块用于控制风机所对应的变频器继续维持当前方式输出信号以控制风机运行。

此外，热值确定模块用于以预定周期对煤气进行检测，并用于根据最近一次的检测结果、以及之前至少一次的检测结果，确定煤气的热值；其中，在确定煤气的热值之前，热值确定模块预先将预设数值范围内的检测结果剔除。

本发明通过参照煤气热值和产量要求来控制石灰窑的配风，能够让配风控制所参照的条件更加客观，从而保证了配风控制的准确性和实时性，避免了因为单纯参照温度、或借助人工计算风量而导致配风控制不合理的问题。由于本发明的方案能够实时、准确地控制石灰窑的配风，所以能够有效提高石灰窑生产的自动化程度，满足工艺流程要求，有助于改善石灰窑的生产效率和产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的石灰窑的自动化控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的石灰窑的自动化控制装置的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种石灰窑的自动化控制方法。

如图1所示，根据本发明实施例的石灰窑的自动化控制方法包括：

步骤S101，确定煤气的热值；

步骤S103，根据确定的煤气的热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现预定产量所需的风量；

步骤S105，根据确定的风量控制风机的转速。

本发明通过参照煤气热值和产量要求来控制石灰窑的配风，能够让配风控制所参照的条件更加客观，从而保证了配风控制的准确性和实时性，避免了因为单纯参照温度、或借助人工计算风量而导致配风控制不合理的问题。由于本发明的方案能够实时、准确地控制石灰窑的配风，而配风的改变将会使煤气、空气、冷却风的整体供应量发生变化，所以能够借助配风来有效控制石灰窑的产量，从而提高石灰窑生产的自动化程度，有助于改善石灰窑的生产效率和产品质量。

另外，在本发明的上述方案中，根据确定的风量控制风机的转速的步骤可以包括：

并且，在利用确定的输出值控制风机的转速时，进一步参照根据环境参数和/或风机自泄漏系数对变频器的输出值进行修正，并利用修正后的输出值控制风机的转速。可选地，上述述环境参数包括以下至少之一：海拔、温度。

本发明通过分析影响变频风机输出流量的环境因素(例如，包括当地海拔、温度等)后，对变频器的控制方法进行优化改进，能够达到精确控制风机输出流量的目的。而进一步结合对风机自泄漏量的计算后，又能够进一步明显地提高风机输出流量的准确性。

(1)确定煤气风量：根据预定的日产量要求与热值之间的预定关系，确定实现预定产量所需的煤气的目标流量；

(2)确定空气风量：根据煤气流量以及煤气中预定组分所占比例，确定实现预定产量所需的助燃空气的目标流量；

(3)确定冷却风量：预定的日产量要求确定实现预定产量所需的冷却风的目标流量。

在实际应用中，可以选择执行上述确定风量的三个步骤、或全部执行。例如，在一个具体实施例中，可以不对冷却风的配风进行精确控制，通过执行(1)确定煤气风量和(2)确定空气风量，能够实现煤气与空气配风的精确配比，进而准确控制石灰窑的产量。

在实际应用中，煤气、空气、以及冷却风往往会通过各自对应的风机来进行供风。因此，在根据确定的风量控制风机的转速时，可根据煤气的目标流量、助燃空气的目标流量、以及冷却风的目标流量中的至少之一，对相应风机的转速进行调整。如前文所述，在分别控制煤气、空气以及冷却风所对应的风机转速时，都可以根据环境参数和/或风机自泄漏系数进行调节，从而提高调节的精度。

此外，在确定煤气的热值时，可以根据预定组分在煤气中的含量，确定煤气的热值。在实际应用中，可以首先设定作为参考的多个组分，再对每个组分设置相应的权值，这样，通过对煤气中的组分进行采样分析，就能够根据每种组分的含量以及相应的权值，得到煤气的热值。

具体而言，用于供应煤气、空气以及冷却风的风机数量均可以是多台，基于本发明的技术方案，可以对这些风机分别进行控制。例如，假设用于提供煤气的风机数量为3台，每台风机在最大负荷工作时所能够提供的风量为A。其中，目前处于启动状态的风机为2台，并且这两台风机的当前工作负荷相同，该当前负荷下所能够提供的风量为2a，a＜A。在这种情况下，如果基于操作人员当前输入的产量要求得到所需的煤气风量为B，且2a＜B＜2A，则可以提高目前运行的两台风机的转速，使得这两台风机所能够提供的总风量达到B。而如果计算得到所需的煤气风量为B，而2A＜B＜3A，则会提示操作人员是否启动第三台风机、或者直接启动第三台风机，并在第三台风机也启动后，控制三台风机中部分或全部风机的转速，使三台风机能够提供的总风量为B。而如果计算得到的B＞3A，则说明即便当前所有提供煤气的风机都在最大负荷下工作，也无法满足当前操作人员输入的产量所要求的风量，则会提示操作人员重新输入。

此时，在操作人员输入的数值不合理而无法实现相应配风的情况下，可选地，可以使变频器维持当前的输出模式，不改变风机的转速。

此外，可选地，在确定煤气的热值时，可以按照预定周期或以一定方式对煤气进行检测。

在一个实施例中，可以基于最近一次的检测结果确定煤气的热值。

在另一实施例中，可以将最近一次的检测检测结果、以及之前至少一次的检测结果进行分析，将预设数值范围之外、和/或变化幅度超过预定数值的检测结果剔除，之后根据剩余的检测结果确定煤气的热值。这样，即使部分检测结果出现异常，也能够这些结果置于考虑范围之外，而不会因为异常检测结果而影响整个系统的运行。

借助于本发明的上述处理，能够让配风控制所参照的条件更加客观，提高了配风控制的准确性和实时性，避免了因为单纯参照温度、或人工计算风量而导致配风控制不合理的问题，有效提高了配风控制的准确性和石灰窑生产的自动化程度，有助于改善石灰窑的生产效率和产品质量。

此外，通过对空气和煤气所对应风机的转速进行调节，能够有效控制煤气和空气的配比，从而能够对石灰窑的生产进行非常精确的控制。另外，在控制风机的转速时，通过参照环境因素和风机的自泄漏系数对风机的转速进行修正，能够进一步提高控制的精度。

根据本发明的另一实施例，提供了一种石灰窑的自动化控制装置。

如图2所示，根据本发明的石灰窑的自动化控制装置包括：

热值确定模块21，用于确定煤气的热值；

配风确定模块22，用于根据确定的煤气的热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现预定产量所需的风量；

风机控制模块23，用于根据确定的风量控制风机的转速。

并且，在利用确定的输出值控制风机的转速时，配风确定模块可以进一步参照根据海拔高度、温度、以及风机自泄漏系数中的至少之一，对变频器的输出值进行修正，并利用修正后的输出值控制风机的转速。通过结合环境参数和风机自泄漏系数来修正变频器的输出值，能够更加精确地控制风机的输出风量。

此外，配风确定模块22用于通过以下方式中的至少之一，确定实现预定产量所需的风量：

(方式一)根据预定的日产量要求与热值之间的预定关系，确定实现预定产量所需的煤气的目标流量；

(方式二)根据煤气流量以及煤气中预定组分所占比例，确定实现预定产量所需的助燃空气的目标流量；

(方式三)预定的日产量要求确定实现预定产量所需的冷却风的目标流量。

以上三种方式可以组合采用，假设，在至少采用上述方式一和方式二的情况下，能够实现煤气与空气的精确配比。

此外，煤气、空气、以及冷却风可以分别由各自对应的风机来供风，在根据确定的风量控制风机的转速时，风机控制模块23用于根据煤气的目标流量、助燃空气的目标流量、以及冷却风的目标流量中的至少之一，对相应风机的转速进行调整。

此外，上述热值确定模块21用于根据预定组分在煤气中的含量，确定煤气的热值。

另外，根据本发明的石灰窑的自动化控制装置还包括告警模块(未示出)，用于在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下进行告警，以及用于在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下进行告警。

另外，根据本发明的石灰窑的自动化控制装置还包括提示模块(未示出)，用于在实现预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下，提示用户是否启动其他风机。

此外，在实现预定产量所需的风量大于所有风机所能提供的最大风量的情况下，风机控制模块23用于控制风机所对应的变频器继续维持当前方式输出信号以控制风机运行。

此外，热值确定模块21用于以预定周期对煤气进行检测，确定煤气的热值；并且，热值确定模块21可以根据最近一次检测的煤气的热值、或进一步根据由热值确定模块21之前至少一次检测的煤气的热值，确定煤气的热值。

根据本发明的上述方案可以应用于多种石灰窑，例如，可以应用于阿特斯石灰窑。

阿特斯石灰窑自动配风控制系统主要由三个独立的模块组成：1、配风计算模块(对应于上述热值确定模块21和配风确定模块22)；2、变频风机控制模块(对应于上述风机控制模块23，用于根据配风计算模块计算值调节风机转速)；3、报警模块(报警对象为石灰窑所有故障，配风系统报警可以作为本模块的一部分)。优选地，上述模块可单独使用，有独立的数据储存区，可以供其他模块使用。在其中部分模块出现问题的情况下，其他模块仍旧能够正常工作。

工作流程

整体控制采用分任务式，即整个控制任务被分割为几个任务分别由各个模块执行，不分先后顺序，各个模块根据外部条件自动判断并执行。模块之间既相互联系又各自独立。例如，对于配风计算模块的执行，无论风机是否启动、风机控制模块是否就绪或其他干扰因素，模块始终计算并显示结果，这些结果只作为中间计算值，输出值的确定需要读取其他模块信息综合判断后再决定是否将中间计算值保存到输出值。

具体功能块描述

1、配风计算模块

配风计算模块(对应于上述热值确定模块21和配风确定模块22)作为一个独立存在的模块有自己专用的数据存储区，该模块大致分为三个部分：热值检测与记录、配比理论计算、输出值的计算。

A、热值检测与记录

热值的读取可以通过煤气热值分析仪输出结果计算而来。热值分析仪输出三个成分为CO、CH₄、H₂的4～20mA电流信号。通过PLC编程在模块外部将三组成分转换成百分比含量的数据，再将三组百分比数据输入到模块。

模块内部通过三组数据计算出热值，其计算公式如下：

Q＝K_CO*30+K_CH4*86+K_H2*26

其中：

K_CO——CO百分比含量；

K_CH4——CH₄百分比含量；

K_H2——H₂百分比含量；

在热值记录之前可以设置一段公共程序段，其功能是定时输出和计算程序状态步，状态步使用int类型数据PC进行描述，PC的取值范围为：0TO6。0到5步为热值记录处理和配比理论计算阶段，程序在第6步时进行输出值的计算。

热值的记录：采用一维数组RZ进行间断性记录(5s记录一次)，将相邻的6组数据分别存于RZ[1]、RZ[2]、RZ[3]、RZ[4]、RZ[5]、RZ[6]中，记录时先判断RZ[6]的值是否在设定的热值上下限之间，如果在则执行：RZ[X]＝RZ[X+1]，其中X＝1TO5。RZ[6]值为本次读取值，如果不在则执行：PC＝0。RZ[7]为滤波后的热值，后续计算均以此值进行计算。

RZ[7]值的计算：当RZ[6]与RZ[5]之差的绝对值在设定的死区范围内RZ[7]＝(RZ[6]+RZ[6])/2，否则RZ[7]保持原值不变并使PC＝0。

B、配比理论计算

石灰窑日产量和煤气流量之间关系计算方式如下：

日产量(DCL)×单耗(DH)＝煤气流量(MQLL)×煤气热值(MRZ)；

根据理想气体状态方程：P₁*V₁/T₁＝P₂*V₂/T₂，将计算出来的煤气流量转换至标量，得出煤气流量计算公式：

MQLL＝DCL×DH×P₀(T₀+t)/(p+P₁)/(T₀+20)/MRZ；

其中，P、t为测量的煤气压力和温度，P₁为当地大气压，P₀为0海拔的大气压力，T₀为0℃的绝对温度值。

助燃空气流量计算公式如下：

ZRLL＝MQLL×ZRXS×(K_CO+K_CH4×2+K_H2)/40；

其中，ZRXS为助燃过剩系数。

冷却空气流量计算公式如下：

LQLL＝DCL×LQXS×1000/24；

其中，LQXS为冷却系数。

C、输出值的计算

煤气变频器理论输出值RZ[10]计算公式如下：

RZ[10]：＝(MQLL-CS[1]+CS[7]*60)/(CS[4]*1.2)；

助燃变频器理论输出值RZ[11]计算公式如下：

RZ[11]：＝(ZRLL-CS[2]+CS[8]*60)/(CS[5]*1.2)；

冷却变频器理论输出值RZ[12]计算公式如下：

RZ[12]：＝(LQLL-CS[3]+CS[9]*60)/(CS[6]*1.2)；

其中，数组CS[1..9]内容如下：

1-3：煤气、空气、冷却已运行的定频风机输出流量；

4-6：煤气、助燃、冷却风机最大输出流量值；

7-9：煤气、助燃、冷却风机自泄漏量。

煤气变频器输出值(OUT_MPV)的确定过程如下：

1)、当变频器状态为自动时，并且OUT_MPV＝-5时，OUT_MPV＝RZ[10]，变频器状态为手动时，OUT_MPV＝-5；

2)、当|OUT_MPV-RZ[10]|＞CS[10]时，FUALT＝1，否则FUALT＝0；

3)、当FUALT＝0和|OUT_MPV-RZ[10]|＞CS[12]时，OUT_MPV＝RZ[10]；

助燃变频器输出值(OUT_KPV)的确定方式如下：

1)、当变频器状态为自动时，并且OUT_KPV＝-5时，OUT_KPV＝RZ[11]，变频器状态为手动时，OUT_KPV＝-5；

2)、当FUALT＝0和|OUT_KPV-RZ[11]|＞CS[13]时，OUT_KPV＝RZ[11]；

冷却变频器输出值(OUT_LPV)的确定方式如下：

1)当变频器状态为自动时，并且OUT_LPV＝-5时，OUT_LPV＝RZ[12]，变频器状态为手动时，OUT_LPV＝-5；

2)当FUALT＝0和|OUT_LPV-RZ[12]|＞CS[13]时，OUT_LPV＝RZ[12]；

注：CS[10]为煤气变频器输出值限制设定，CS[12]为煤气变频器输出分辨率，CS[13]为助燃和冷却变频器输出分辨率。

2、风机控制

在分析了影响变频罗茨风机输出流量的众多因素(当地海拔、温度、风机自泄漏量等)后，对变频器的控制方法进行优化改进，达到精确控制风机输出流量的目的。特别是对风机自泄漏量的计算，极大的提高风机输出流量的准确性。具体的控制算法如下：

1)变频器运行频率(OUT_PV)的计算如下：

OUT_PV＝PI_W*V_MAX/ZHXS；

其中，PI_W为频率反馈信号，V_MAX为量程设定值，ZHXS为变换系数(将输入值转换为实际频率值的系数)。

2)变频器运行转速(OUT_V)的计算如下：

OUT_V＝PI_W*DJ_ZS/ZHXS；(DJ_ZS为电机额定转速)

3)变频器运行时实际输出流量(OUT_Q)的计算如下：

OUT_Q＝(OUT_V*FJ_LL/DJ_ZS-FJ_XL)*60；

其中，FJ_LL为风机标注的最大流量值，FJ_XL为风机理论自泄漏量计算值(由实际计算得来，流量单位：Nm³/min)。

4)变频器理论输出频率(SV_H)的计算如下：

变频器处于自动状态时，当SV_A＜OUT_LL，SV_H：＝OUT_LL，

当OUT_HL＞OUT_LL和SV_A＞OUT_HL，SV_H＝OUT_HL，否则SV_H＝SV_A；

变频器处于手动状态时，SV_H＜0时，SV_H＝0，SV_H＞V_MAX时，SV_H＝V_MAX；

其中，OUT_LL、OUT_HL为输出频率下限和上限设定值，SV_A为变频器处于自动状态时外部给定频率值。

5)变频器输出值(OUT_W)计算：

OUT_W＝SV_H*ZHXS/V_MAX；

3、语音报警

在具体应用中，可以采用电脑TTS合成或真人录音生成语音库，在PLC编程并连接到语音库以实现集报警、诊断、解决方案等功能。故障发生时能够及时、准确的告知操作人员故障点，无需任何专业知识便可了解故障，必要时也可以通过语音告知其故障的解决方法。

语音报警模块控制方式：

1)初始化块，报警变量区清零，复位所有报警。例如假设报警信号为FT[N]，报警区变量为BJ[N]。

2)优先级为1的语音报警的实现：

当FT[1]＝1时，BJ[1]＝1并且结束本块，FT[1]＝0时，忽略本段程序继续执行之后的程序段；

3)优先级为2的语音报警的实现：

当FT[2]＝1时，BJ[2]＝1并且结束本块，FT[2]＝0时，忽略本段程序继续执行之后的程序段；

n)、优先级为n的语音报警的实现：

BJ[n]＝FT[n]。

其中，报警信号区是由程序执行过程中出现的故障所组成的一个数组，报警变量区数据用于在上位机中组态变量所对应的报警语音。

应当注意的是，上文中将阿特斯石灰窑作为实例描述了本发明的方案在具体场景下的应用，但是以上应用场景并不用于限制本发明。实际上，本发明的技术方案可以应用于多种类型的石灰窑。另外，在之前列举的具体应用场景中，描述了多个参数的计算公式，而本发明的保护范围并不限于此。

综上所述，借助于本发明的技术方案，能够让配风控制所参照的条件更加客观，提高了配风控制的准确性和实时性，避免了因为单纯参照温度、或人工计算风量而导致配风控制不合理的问题，有效提高了配风控制的准确性和石灰窑生产的自动化程度，有助于改善石灰窑的生产效率和产品质量。此外，通过对空气和煤气所对应风机的转速进行调节，能够有效控制煤气和空气的配比，从而能够对石灰窑的生产进行非常精确的控制。另外，在控制风机的转速时，通过参照环境因素和风机的自泄漏系数对风机的转速进行修正，能够进一步提高控制的精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种石灰窑的自动化控制方法，其特征在于，包括：

确定煤气的热值；

根据确定的煤气的所述热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现所述预定产量所需的风量；

根据确定的所述风量控制风机的转速；

在确定煤气的所述热值的过程中，检测和记录所述热值；

通过热值分析仪的输出结果计算得出所述热值，所述热值分析仪输出三个成分分别为CO、CH₄、H₂的4～20mA电流信号，通过PLC编程将三个所述电流信号转换成百分比含量的三组数据，将三组所述数据带入公式计算出所述热值，所述公式如下：

Q＝K_Co*30+K_CH4*86+K_H2*26

其中：

Q——热值；

K_CO——CO百分比含量；

K_CH4——CH₄百分比含量；

K_H2——H₂百分比含量；

所述热值的记录采用以下方法：采用一维数组RZ进行间断性记录，5s记录一次，将相邻的6组数据分别存于RZ[1]、RZ[2]、RZ[3]、RZ[4]、RZ[5]、RZ[6]中，记录时先判断RZ[6]的值是否在设定的热值上下限之间，如果在则执行：RZ[X]＝RZ[X+1]，其中X＝1TO5，RZ[6]值为本次读取值，如果不在则执行：PC＝0；

RZ[7]为滤波后的热值，后续计算均以此值进行计算；

RZ[7]值的计算：当RZ[6]与RZ[5]之差的绝对值在设定的死区范围内RZ[7]＝(RZ[6]+RZ[6])/2，否则RZ[7]保持原值不变并使PC＝0；

在实现所述预定产量所需的风量大于当前运行的风机所能提供的最大风量的情况下，进行告警和/或提示用户是否启动其他风机；

在实现所述预定产量所需的风量大于所有风机所能提供的最大风量的情况下，进行告警和/或由风机所对应的变频器继续维持当前方式输出信号以控制风机运行。

2.根据权利要求1所述的自动化控制方法，其特征在于，根据确定的所述风量控制风机的转速包括：

根据确定的所述风量，确定风机所对应的变频器的输出值，利用确定的所述输出值控制风机的转速。

3.根据权利要求2所述的自动化控制方法，其特征在于，在利用确定的所述输出值控制风机的转速时，进一步根据环境参数和/或风机自泄漏系数对变频器的输出值进行修正，并利用修正后的输出值控制风机的转速。

4.根据权利要求3所述的自动化控制方法，其特征在于，所述环境参数包括以下至少之一：海拔、温度。

5.根据权利要求1所述的自动化控制方法，其特征在于，确定实现所述预定产量所需的风量包括以下至少之一：

根据预定的日产量要求与所述热值之间的预定关系，确定实现所述预定产量所需的煤气的目标流量；

根据所述煤气流量以及煤气中预定组分所占比例，确定实现所述预定产量所需的助燃空气的目标流量；

预定的日产量要求确定实现所述预定产量所需的冷却风的目标流量。

6.根据权利要求5所述的自动化控制方法，其特征在于，根据确定的所述风量控制风机的转速包括：

7.根据权利要求1所述的自动化控制方法，其特征在于，确定煤气的热值包括：

以预定周期对煤气进行检测，将最近一次的检测结果、以及之前至少一次检测结果，确定煤气的热值；其中，在确定煤气的热值之前，预先将预设数值范围内的检测结果剔除。

8.一种石灰窑的自动化控制装置，用于执行权利要求1至7中任一项所述的自动化控制方法，其特征在于，包括：

热值确定模块，用于确定煤气的热值；

配风确定模块，用于根据确定的煤气的所述热值与石灰窑的预定产量要求，确定实现所述预定产量所需的风量；

风机控制模块，用于根据确定的所述风量控制风机的转速。