水泥生料配料过程优化控制系统的设计
- 格式:pdf
- 大小:567.06 KB
- 文档页数:2
水泥粉磨系统优化设计方案水泥粉磨系统是水泥生产过程中非常重要的环节,它直接影响着水泥产品的质量和生产效率。
对水泥粉磨系统进行优化设计,提高其工作效率和产品质量,对水泥生产企业来说具有重要意义。
本文将针对水泥粉磨系统进行优化设计方案的制定,进行详细的介绍和分析。
一、水泥粉磨系统的工作原理在水泥生产过程中,水泥生产企业主要采用球磨机或立磨机进行水泥熟料的粉磨工作。
而水泥磨矿机在磨矿过程中,主要是通过水泥磨机的回转部件和磨辊、磨盘、磨头的自转,传动装置使磨辊向外侧翻滚,并等速自转,使熟料通过分散装置均匀的进入磨辊和磨盘之间,形成前磨层。
在冲击,挤压和摩擦作用下,将熟料磨矿成水泥熟料粉,颗粒逐渐减小,颗粒细化,缩小了分散液相间的界面,提高了水泥的水化速度。
水泥粉磨系统的主要工作原理可以总结为:通过磨机的机械作用,将水泥熟料磨成水泥产品所需的细度和颗粒大小,从而保证水泥的质量和水泥产品的性能。
传统的水泥粉磨系统存在一些问题,主要表现在以下几个方面:1. 能耗较高:传统水泥粉磨系统的能耗较高,不利于节能减排。
2. 生产效率低:传统水泥粉磨系统的生产效率较低,无法满足企业的生产需求。
3. 产品质量不稳定:由于水泥粉磨系统的工艺不够完善,导致水泥产品的质量不稳定,影响产品的市场竞争力。
4. 设备磨损大:传统水泥粉磨系统的设备磨损较大,需要经常进行维护和更换。
针对以上问题,需要对水泥粉磨系统进行优化设计,从而提高其工作效率和产品质量,降低能耗和设备磨损,实现水泥生产的可持续发展。
1. 提高设备的自动化水平通过提高水泥粉磨系统设备的自动化水平,实现设备的智能化控制和运行,从而减少人为操作的干扰,提高生产效率和产品质量。
可以采用先进的自动化控制系统,实现设备的远程监控和智能化运行,实时监测设备的运行状态和生产数据,做到及时发现问题并进行处理,提高设备的可靠性和稳定性。
2. 优化磨矿工艺通过优化水泥粉磨系统的磨矿工艺,实现水泥熟料的高效粉磨,提高产品的细度和颗粒大小,从而提高产品的质量和性能。
水泥粉磨系统优化设计方案水泥粉磨系统是水泥生产过程中的关键设备之一,其性能优化对于提升生产效率、降低能耗具有重要意义。
本文将从优化设计方案的角度来探讨如何提高水泥粉磨系统的性能。
优化设计方案需要考虑水泥粉磨系统的结构和工作原理。
水泥粉磨系统由进料装置、磨机、粉磨仓和离心风机等组成,任务是将水泥熟料磨成一定粒度的水泥粉末。
在系统结构设计时,需要考虑各个部件之间的协调配合,确保物料顺畅传输和有效处理。
选用高效的磨机也是优化设计方案的重要环节,常用的有球磨机、辊压机和立磨等,根据生产需求和水泥特性选择合适的磨机类型。
优化设计方案需要考虑水泥粉磨系统的控制方式。
通过采用先进的自动化控制系统,可以实现对水泥粉磨系统的精确控制。
通过对进料量、循环负荷和磨机转速等参数的精确控制,可以实现水泥生产过程的精细化管理。
还可以增加粉磨仓的分选机构,减小不合格粉末的含量,提高水泥品质。
优化设计方案需要考虑水泥粉磨系统的能耗问题。
水泥粉磨系统的能耗主要包括磨机功率、磨机系统热能损失和离心风机功率等。
为了降低系统能耗,可以采用节能型的磨机,例如高效球磨机和节能辊压机。
还可以改进磨机系统的散热方式,减少热能损失。
合理设计离心风机参数,选用高效的离心风机,可以降低系统的风阻损失。
优化设计方案还需要考虑水泥粉磨系统的维护和保养。
定期清理磨机内部和粉磨仓,保持设备的正常运行。
建立完善的维护记录和维修保养计划,对设备进行定期检修和维护,延长设备的使用寿命。
水泥粉磨系统优化设计方案应该从系统结构、控制方式、能耗和维护等方面进行综合考虑。
通过合理的设计和控制,可以显著提高水泥粉磨系统的性能,实现生产效率和能耗的双重优化。
S7-400的水泥生料磨控制系统设计作者:陈昌喆来源:《城市建设理论研究》2013年第36期摘要:本系统以西门子S7-400 PLC为主控制器,在PCS7集成环境下对系统硬件以及网络进行组态。
为了实现生料磨生产线的全自动控制,尤其是主要设备莱歇磨机的控制,并对生产过程变量进行实时监控,系统编程采用专门为水泥生产控制开发的CEMAT库中的专用控制块(Block)如电机块,阀门块等通过外部连接实现生产线控制。
整套系统通过了FAT验证,符合安全性和稳定性要求。
本文还在此基础上总结了CFC高级语言编程的优势与不足。
关键词:生料磨工艺,硬件组态,网络组态,CFC编程中图分类号: TQ172 文献标识码: A1 引言生料磨是水泥生产中最为复杂的一个环节,传统的生料磨采用球形磨机做为碾磨设备。
但立磨的监控量多,起停顺序关系和约束条件复杂,且目前没有固定的应用模块来实现对其控制,单纯的文本编程会造成效率低下,不但开发周期长而且效果也不理想,甚至会出现较多的安全事故隐患。
本文介绍国外某水泥厂生料磨生产线的控制,整个水泥生产线日产熟料6000t/h,是基于PCS7系统的生料磨系统的设计与实现,通过CEMAT库里封装控制块来对磨机的各个部件进行控制并对其进行了仿真,符合安全性和稳定性标准,也是目前国际上比较先进和成熟的控制系统。
2生料磨工艺生料磨生产线由配比喂料,物料循环,辗磨回路,气路,熟料输送五个环节构成[1]。
如图1所示:1)配比喂料:将石灰石,黏土或玄武岩等这些块状原料按照一定的比例进行配比。
根据生产需要事先设定好的三者的配比比例,通过申克转子称对原料的流量进行监测和控制,而总的喂料速度则由窑出口压力通过PID控制器进行调节。
2)物料循环:物料循环有两个功能,一是把经选粉机分离出来的粗料重新送回磨中辗磨,二是清除物料之中金属。
3)辗磨回路:辗磨回路包括辗磨和将磨出口物料送入选粉机进行分离,是生产线的核心。
4)气路:气路是生料磨生产线的空气循环系统,包括由外部输送到磨机内的密封空气,磨机出口的经旋风筒提炼出孰料后排出的废气和一部分回到磨机内的空气以及由窑尾输送过来的废热气体和热风炉输送过来的热气等气流构成。
水泥粉磨系统优化设计方案【摘要】本文主要围绕水泥粉磨系统优化设计方案展开讨论。
在介绍了项目背景、研究目的和研究意义。
在分别从水泥粉磨系统优化设计方案概述、原料研磨工艺优化、设备选型及布局优化、自动化控制系统优化和能耗降低方案等方面展开具体讨论。
结论部分总结了水泥粉磨系统优化设计方案的实施效果,并提出了未来发展方向。
通过本文的论述,可以为水泥粉磨系统的设计和优化提供一定的参考和借鉴,促进水泥工业的可持续发展。
【关键词】水泥粉磨系统、优化设计方案、原料研磨、设备选型、自动化控制系统、能耗降低、实施效果、未来发展、总结。
1. 引言1.1 项目背景项目背景:水泥生产是我国建筑行业的重要组成部分,水泥粉磨系统作为水泥生产过程中的关键环节,直接影响到水泥生产的质量和效率。
随着市场需求的不断增长和技术水平的提高,水泥企业对于水泥粉磨系统的优化设计需求日益迫切。
目前我国部分水泥生产企业的水泥粉磨系统设计存在一些问题,比如能耗较高、设备运行效率低下、操作费时费力等。
开展水泥粉磨系统优化设计方案的研究具有重要意义。
本文旨在通过对水泥粉磨系统进行优化设计,提高水泥生产的效率和质量,降低生产成本,实现可持续发展。
通过研究水泥粉磨系统的优化设计方案,积累经验,为我国水泥行业的技术进步提供参考和借鉴。
希望通过本文的研究,能够为相关水泥企业提供实用的技术支持,促进水泥行业的健康发展。
1.2 研究目的研究目的是为了提高水泥粉磨系统的生产效率和产品质量,降低生产成本和能耗,实现系统的可持续发展。
通过对原料研磨工艺、设备选型及布局、自动化控制系统和能耗降低方案进行优化设计,提高系统的稳定性和可靠性,减少故障率,提高生产线的连续性和自动化水平。
通过优化设计,减少水泥粉磨过程中的能耗消耗,降低生产成本,提高竞争力。
研究目的还包括优化设计方案的实施效果评估,为水泥企业提供可靠的技术支持和决策依据,推动行业的技术进步和发展。
通过本研究,旨在为水泥生产企业提供一套科学、系统的水泥粉磨系统优化设计方案,实现企业效益和环保效益的双赢,推动水泥行业的可持续发展。
一种水泥烧成系统实时优化控制技术实现方法以一种水泥烧成系统实时优化控制技术实现方法为标题,本文将详细介绍如何利用实时优化控制技术提升水泥烧成系统的效率和质量。
1. 引言水泥生产是一个复杂的过程,其中水泥烧成系统是关键环节之一。
传统的水泥烧成过程存在效率低、能源消耗高以及产品质量不稳定等问题。
为了解决这些问题,研究人员提出了实时优化控制技术,通过对烧成系统进行实时监测和调整,以提高生产效率和产品质量。
2. 实时监测实时监测是实现水泥烧成系统实时优化控制的基础。
通过安装传感器和监测设备,可以实时获取烧成系统的各种参数数据,如温度、氧含量、燃料消耗量等。
这些数据对于了解烧成过程的状态和性能至关重要。
3. 数据分析与建模基于实时监测数据,可以进行数据分析和建模。
通过分析数据的变化趋势和相关性,可以得出一些规律和模式。
同时,可以利用这些数据建立数学模型,描述烧成系统的运行特性和过程。
建立准确的模型对于后续的优化控制非常重要。
4. 优化目标设定在实时优化控制中,需要设定适当的优化目标。
例如,可以将生产效率最大化、能源消耗最小化、产品质量最优化等作为优化目标。
根据具体情况和需求,可以综合考虑多个优化目标,制定合理的优化策略。
5. 优化算法设计优化算法是实时优化控制的核心。
根据烧成系统的特点和优化目标,可以选择合适的优化算法。
常用的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
这些算法可以在给定的约束条件下,搜索最优解,实现系统的实时优化控制。
6. 控制策略制定根据优化算法得到的优化结果,可以制定相应的控制策略。
控制策略可以包括调整燃料供给、调整风量、优化炉内温度分布等。
通过实时监测和优化控制,可以在烧成过程中及时调整操作参数,以实现最佳的生产效果和产品质量。
7. 系统实施与调试在实施实时优化控制之前,需要进行系统实施和调试。
包括安装监测设备、搭建数据采集与分析平台、设计优化算法和控制策略等。
同时还需要对系统进行测试和调试,确保系统能够正常运行并达到预期的优化效果。
水泥厂如何提升生产过程的自动化水平在当今竞争激烈的市场环境下,水泥厂要想提高生产效率、保证产品质量、降低成本并增强竞争力,提升生产过程的自动化水平是关键。
本文将从多个方面探讨水泥厂如何实现这一目标。
一、设备升级与智能化改造首先,水泥厂应重视设备的升级和智能化改造。
老旧的设备往往效率低下、故障频发,严重影响生产的自动化进程。
通过引进先进的生产设备,如新型的破碎机、磨机、窑炉等,可以提高生产效率和稳定性。
例如,采用具有自动调节功能的破碎机,可以根据物料的硬度和粒度自动调整破碎力度和速度,减少人工干预,提高破碎效果。
磨机的智能化改造可以实现自动配料、自动控制研磨压力和转速等,从而提高粉磨效率和产品质量。
窑炉的升级也是关键,新型的窑炉可以实现精确的温度控制和燃烧过程优化,减少能源消耗和污染物排放。
此外,对于现有的设备,可以通过加装传感器、控制器和执行器等,实现设备的自动化监测和控制。
例如,在设备关键部位安装温度、压力、振动等传感器,实时采集设备运行数据,并通过控制系统进行分析和处理,及时发现潜在故障,实现预防性维护,减少设备停机时间。
二、自动化控制系统的优化一个完善的自动化控制系统是提升水泥厂生产自动化水平的核心。
目前,常见的自动化控制系统包括分布式控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC)等。
DCS 系统可以实现对整个生产过程的集中监控和管理,包括原料配料、生料制备、熟料烧成、水泥粉磨等环节。
通过 DCS 系统,操作人员可以在中央控制室直观地了解生产过程中的各种参数和设备运行状态,并进行远程控制和调整。
PLC 则主要用于设备的逻辑控制和顺序控制,如皮带输送机的启停、阀门的开关等。
通过优化 PLC 程序,可以提高设备控制的准确性和可靠性。
在优化自动化控制系统时,要注重系统的稳定性和可靠性。
采用冗余设计,如冗余的控制器、电源和网络等,以确保系统在出现故障时仍能正常运行。
同时,加强系统的安全防护,防止网络攻击和数据泄露。
探讨水泥生产线自动化控制系统的设计与维护摘要:水泥生产线的智能化、自动化控制系统已经成为高效生产的标志,也极大的推动了本行业领域的生产效率。
例如德国SIEMENS公司所研制的PCS7过程控制系统,集合了DCS、总线I/O及PLC为一体,实现了一体化新型的全集成控制及管理系统。
本文结合具体工作现状,对水泥生产线自动化控制系统的设计与日常维护进行简要概述,系统能够通过本文的分析,能够为同专业领域的专业技术人员提供一定工作参考。
关键词:水泥生产线;自动化;控制系统;设计;维护0引言水泥行业的生产往往以技术为支撑,创新生产工艺和自动化生产设备,对于提升水泥工业生产具有积极意义。
近几年,随着此类型技术的不断拓展和深化,水泥行业生产规模不断扩大,并朝着自动化与智能化方向不断发展。
例如PCS7过程控制系统,其彻底打破了DCS和PLC之间的界限,实现了软件控制系统的统一化,在系统网络上各个控制站间实现主从管理,实现相互之间数据传输的等同化。
因此,大力开发水泥生产线自动化控制系统,对于促进水泥生产质量和生产规模具有积极意义。
1水泥生产线自动化控制系统的设计1.1基本的设计需求由于水泥的生产流程和生产工艺相对复杂化,对于周边环境的温度、湿度等具有较高的要求,尤其是水泥生产线的相关控制系统,需要设计有水泥回转窑、旋风预热装置等,因此用电的功率是相对较大的,此类型的客观因素联系在一起,不仅花费大量的脑力、时间、精力和技术,同时也会导致控制系统技术的稳定性受到影响,因此在自动化控制系统设计过程中,应注意以下几个问题:1.基本控制模式。
所有的电气设备、控制系统及相关的调节设备都能够按照调节系统的需求,集中设置在控制箱里面。
因此,控制方式就有现场手动和集散自动两种。
现场手动的操作方法相对简单,就是在电气设备需要维修或者遇到紧急情况的时候,由专人在生产线上操作单个设备,这种情况下设备是不受控制系统控制的。
而另一种集散自动则是根据水泥生产线的工艺要求,直接在控制设备上操作启动或停止程序,无疑这种方法是较为简便快捷的。
河南建材
2017年第3期
水泥生料配料过程优化控制系统的设计
刘艾明曾传骏张琬君郑旺
中材建设有限公司(100176)
摘要
:水泥生料配料过程是水泥生产中的重要工序,其目的是将各种原料按照一定的比例混合制成水泥
生料成品,生料中各种化学元素含量指标决定了水泥产品质量。水泥生料配料过程中存在着变量多、滞后
性、非线性等特点,采用常规的配料方法会导致生料成品质量不稳定。文章根据水泥生料配料工艺存在的
问题和难点,设计开发了水泥配料过程优化控制系统。
关键词
:水泥生料;配料过程;优化控制
0
前言
众所周知,水泥生产线中,每一个环节都会严
重影响成品水泥质量以及产量,从水泥工艺过程看
出,水泥质量好坏与水泥熟料休戚相关,但是熟料
的好坏完全取决于水泥生料的配料配比过程,因此
水泥生料配料过程尤其重要
。在配料过程中采用先
进的优化控制系统,保证了生料配比的最优化,配料
配制出符合要求的生料成品,对于提高熟料以及成
品质量尤为重要,企业的生产效益和原料的利用率
提高都有极大的帮助,以及降低工人的劳作强度、
和能源节约有着重要作用。
1
优化控制系统的整体结构
优化控制系统结构主要包括优化系统、控制系
统、监控系统三个部分,优化控制系统主要是对电
子皮带秤上各原料实际流量进行控制,使各化学成
分在生料成品的百分含量达到生产指标要求
。在配
料过程中不仅要符合生料的指标,还要考虑控制生
产成本,使生产成本降到最低,优化控制系统是实
现以上所有功能的关键。水泥生料控制系统的结构
功能图如图
1
所示。
图1水泥生料控制系统的结构功能图
监控系统主要是用WinCC软件来开发设计
的监控画面,基本功能是对水泥生料配料过程中工
艺参数以及设备运行状态的监控,主要包括各种原
料流量设定值、实际值参数监测,以及生料仓的液
位状态、原料实时在线趋势图、报警系统的监控和
立磨机皮带秤电机
、选粉机等设备的启停。监控系
统能够及时监视控制整个配料过程,使整个系统更
加准确无误的运行。
优化系统以生料成品中化学元素含量指标为
约束条件
,控制生产成本最低为目标,运用序列二
次规划法计算出各种原料的流量设定值,然后把这
些原料流量设定值传送给底层回路进行PID调节
控制,即通过控制变频器的输出频率大小来控制原
料皮带秤驱动电机的转速,实现原料的实际流量值
跟踪设定流量值,完成水泥生料配料过程。
控制系统主要包括逻辑控制和连续控制,逻辑
控制主要包括对立磨机、选粉机、电子皮带秤等设
备的启停。在逻辑控制过程中,要注意各种控制设
备的运行状态,建立设备间启停、联锁等逻辑控制
避免造成设备损害。连续控制主要是通过PID控制
变频器的输出频率来控制电子皮带秤上各原料的
实时流量值变化,PID的比例、积分、微分参数可以
根据原料化学成分的改变而进行相关整定修改,使
各原料实时流量值能够实时准确地跟踪原料的设
定值
。
2
优化控制系统的整体设计
本控制系统中设定的I/O地址有6个数字量
输入点,8个数字量输出点,有10个模拟量输入,
4
个模拟量输出,具体的I/O地址分布图如表1所
示
。
水泥生料配料控制系统中的核心是S7-400控
制器,控制系统平台的程序有连续控制和逻辑控制。
逻辑控制主要是各生产设备的启停控制,主要有各
种原料的电子皮带秤
、喂料系统、立磨机、选粉机等
设备的启停控制,在开发的半实物仿真平台中有这
些设备的启停控制按钮和状态显示。在监控画面中
设备的启停控制是通过按钮NO/OFF来执行完成
启停动作,监控画面中的圆圈是模拟设备运行状态
设
备
与
自
动
化
202
河南建材
2017年第3期
的信号灯,当设备正常工作时是绿色,灰色时设备停止工作,设备出现故障时信号灯会自动变成红色进行报警,此外生料仓的液位到达上限值时也会影响各设备的运行状态。变频器控制电机控制是基于PROFIBUS-DP网络,通过CPU的PROFIBUS-DP端口直接相连,不需要设置I/O地址。连续控制包括底层回路中各原料流量设定值和流量实际值作为PID的输入值,经过PID控制器对误差调节输出作为变频器的输入信号值,进而形成一个完整的连续控制闭环回路。水泥生料配料优化控制系统设计的结构图如图2所示。表1I/O点分布图2优化控制系统的结构图根据I/O点数的需要在控制器上要保留冗余
的模块,文中选择数字量输入模块SM321,数字量
输出模块SM322,模拟量输入模块SM331、模拟量
输出
SM332。根据SIMATICS7-400
的网络结构以
及硬件的特点,可以设计出控制器的硬件结构,其
结构分为PROFIBUS、PROFIBUS-DP、执行元件等
三个网络结构组成,其中上位机与控制器的通信协
议是通过PROFIBUS来实现数据传输和共享,在
SIMATICS7-400控制器的CPU
中有两个集成的
PROFIBUS-DP通信端口,分布式I/O
模块与
PROFIBUS-DP主站端口采用的接口模块IM153-1
进行连接才能通信,变频器也可以通过
PROFIBUS-DP端口与CPU
进行连接实现控制器
对变频器调速的控制
。
3
结语
文章设计及开发了水泥生料配料优化控制系
统,包括以控制器S7-400为核心的控制平台,网络
结构
、系统的整体设计以及硬件之间的接线,还包
括各个设备的逻辑启停控制。以及底层流量形成闭
环回路的连续控制回路和监控控制过程的监控画
面,提升和改进了水泥配料生产过程。
I0.0立磨机启动Q2.0生料仓1
高位预警
I0.1立磨机停止Q2.1生料仓2
高位预警
I0.2选粉机启动Q0.0
石灰石皮带称启动
I0.3选粉机停止Q0.1
石灰石皮带称停止
I0.4喂料系统启动Q0.2
黏土皮带秤启动
I0.5喂料系统停止Q0.3
黏土皮带秤停止
I1.0石灰石流量设定值Q0.4
铁矿粉皮带秤启动
I1.1黏土流量设定值Q0.5
铁矿粉皮带秤停止
I1.2铁矿粉流量设定值Q0.6
校正原料皮带秤启动
I1.3校正原料流量设定值Q0.7
校正原料皮带秤停止
I1.4石灰石流量实际值Q1.0
石灰石驱动电机转速
I1.5黏土流量实际值Q1.1
黏土驱动电机转速
I1.6铁矿粉流量实际值Q1.2
铁矿粉驱动电机转速
I1.7校正原料流量实际值Q1.3
校正原料
驱动电机转速
设
备
与
自
动
化
203