nm500耐磨鋼板商家分享：首鋼京唐球團智能過程控制技術開發(fā)與應用

　　近年來，我國的制造業(yè)尤其是傳統制造業(yè)面臨著巨大的生存壓力，勞動力成本迅速攀升、產能過剩、競爭激烈等因素，迫使制造業(yè)進行轉型升級[1]。隨著市場的劇烈變化，作為傳統制造業(yè)典型代表的鋼鐵企業(yè)同樣面臨著調結構、去產能、提質量、降成本等一系列問題。在當前情況下，鋼鐵企業(yè)應該按照《中國制造2025》規(guī)劃的方向，努力實現創(chuàng)新驅動，推進智能制造，為企業(yè)的生存與發(fā)展尋找內生動力，實現轉型升級的新突破[2]。2016年首鋼提出要完善“制造+服務”能力，重點聚焦智能制造。在此背景下，首鋼京唐球團生產線著力進行了智能過程控制技術的開發(fā)和應用，本文就該技術的開發(fā)和應用情況進行簡要介紹，鑒于球團主體設備焙燒機已經實現智能控制，此次改造以配料、造球等附線工藝為主。

　　2 硬件網絡結構設計

　　本次升級改造，球團二級智能系統硬件網絡結構圖如圖1。

　　網絡采用基于TCP/IP協議以太網。服務器采用雙網卡，分別接入一級網和二級網;服務器、客戶機、工程師站采用一級網與服務器通訊;二級網采用防火墻軟件配置方式和MES進行接口通訊;與MES接口需要的硬件防火墻由用戶提供配置，用戶保證球團二級和MES網絡通暢。

　　一級網絡：服務器接入點不少于4個(2個備用);客戶端接入點不少于2個(1個備用);工程師站接入點不少于2個，現場二級調試不少于2個;

　　二級網絡：按需要進行訪問設置。

　　3 智能過程控制技術開發(fā)與應用

　　在架構上，智能過程控制系統以L2級系統為核心進行開發(fā)，二級系統包含系統運行的軟件，通訊程序、HMI程序、模型程序、數據庫，以實現球團生產過程數據采集通訊、模型計算控制、人機交互、數據存儲功能。

　　L2級過程控制計算機系統，是基于基礎自動化系統之上的自動控制系統，主要功能是獲取L1級的生產實時數據和各類化驗數據，完成生產過程的數據處理、技術計算、專家系統運算、操作指導、作業(yè)管理、數據存儲等。L2級計算機還將與原料計算機、檢化驗中心計算機通信，開發(fā)和L3生產管理計算機接口，接受外部計算機提供的參考數據和生產指令，同時向外部計算機系統匯報球團生產狀況的信息。將上述兩種功能集成在一個完整的計算機控制系統中，形成了完整的二級系統。

　　在功能上，按兩個子系統進行開發(fā)，分別是質量智能閉環(huán)控制子系統、生產過程智能閉環(huán)控制子系統和生產信息管理子系統，兩個子系統共同作用，實現生產全程的智能控制。

　　考慮智能上料系統與智能輸灰系統設計與實際情況相關性較大，通用性較差在此不作介紹，僅對智能配料、智能造球、智能水分控制作詳細介紹如下：

　　3.1 智能配料系統、(成分控制)智能閉環(huán)控制子系統

　　該子系統主要用于實現球團礦化學成分的智能閉環(huán)控制，主要包括SiO2、TiO2和MgO三種成分的控制。現以SiO2為例說明控制過程。其中在線閉環(huán)控制，主要包括前臺操控和后臺模型計算兩部分。

　　前臺操控部分：配料計算、調控參數、動態(tài)下料信息顯、手動配比干預。

　　后臺模型計算：完成模型計算，自動下發(fā)配比。

　　(a)模型輸入

　　模型輸入項如表1所示。

　　(b)模型原理

　　智能配料計算模型主要依據物料平衡原理，根據各種物料成分及配比，計算出混合料及成品球的成分，計算公式如下：

　　計算干成分用干配比，計算濕成分用濕配比

　　混鐵礦(YT)各組分計算公式為：

　　后臺模型計算的調節(jié)思路通過前饋+反饋的控制方法來實現。

　　前饋量：偏差E1= N小時前的計算值-當前計算成分

　　反饋量：偏差E2=目標成分-當前成品球的檢化驗結果

　　建議配比=上次配比+P1

　　E=E1*k1+E2*(1-k1)，將3*E0作為E的最大值，即當E3*E0 時，E3*E0

　　如果 |E2|≤E0 ，則 P1 =0

　　否則 P1 = P0*E/3*E0

　　Min≤最終建議配比=上次配比+P1≤max

　　其中，min為該配比的最小范圍，max為該配比的最大范圍。

　　調節(jié)功能完善：

　　每獲得一批成品球化驗結果，計算連續(xù)兩批的偏差E上，E本。

　　(1)當E上≥E0且 E本≥E0且上次調節(jié)被采納到當前時間>t時;

　　(2)當E上≤-E0且E本≤-E0且上次調節(jié)被采納到當前時間>t時;

　　滿足1)或2)計算E=(E上+E本)/2，根據E 從上表中尋找p1，其它情況一律不調節(jié)，只輸出當時的SiO2。

　　(c)模型輸出

　　經上述計算，模型輸出項如表3所示。

　　該模型上線應用后，減少了大量的人工計算，成品球團礦目標SiO2±0.15%穩(wěn)定率明顯提高，較模型投入前平均提高4.09%。

　　3.2 智能造球模型

　　本模型主要用于實現單臺造球機的智能閉環(huán)控制和多臺造球機的料量聯動閉環(huán)控制，是智能球團的重點和難點，現以單臺造球機智能閉環(huán)控制的實現方式說明如下。

　　在造球機下方的生球皮帶末端安裝一套在線生球粒度分析系統，該系統利用高清相機連續(xù)拍攝生球畫面，形成高清圖像，利用系統內嵌分析軟件，使用圖像識別技術對所拍圖像粒度識別，判斷出不同粒級范圍所占的比例，將判斷結果傳輸至服務器內的L2智能造球模型，模型得到實時粒度數據后與預定規(guī)則做比較，判斷當前粒度是否在目標范圍內，若不在目標范圍，根據所判斷的偏大或是偏小結果和模型內的模糊控制規(guī)則對造球機的補水量、給料量和轉速進行單一或多重調節(jié)。造球機的補水量調節(jié)通過精密的計量泵進行微量控制， 給料量通過調整定量給料機的頻率來調節(jié)。多臺造球機料量聯動閉環(huán)控制的實現方式如下，利用焙燒機入口前的稱重計量設備對總體入機量進行實時監(jiān)測，按照預設周期與目標值比較，根據比較結果判斷總料量需要調節(jié)的幅度，再將該幅度按照預設的規(guī)則分解給運轉中的造球機，實現總料量的目標調整。

　　(a)模型原理

　　大球(粒徑>16mm)增多時說明水量過大，小球(粒徑<8mm)增多時說明水量過小，根據“水多球大，水少球小”的原理，具體控制思路如下：

　　(1)當大球過多時，減水，當水量減至0時，大球任然過多，這時只有降圓盤轉速，最多降2檔，大球正常后，逐步恢復轉速到正常，如果大球仍然偏大則增加料量，最多2檔，大球還是偏大，提示報警建議人工操作，大球正常后逐步恢復原料量。

　　(2)當小球過多時，如果圓盤轉速低于工作轉速，則增加圓盤轉速到工作轉速，小球任然過多，加水，當水量加至上限時，減少料量，最多2檔，小球還是偏大，提示報警建議人工操作，小球正常后，逐步恢復料量。

　　(b)參數及變量說明

　　a<8mm 代表小球數量，a8-16mm 代表合格球數量，a>16mm代表大球數量，QH2O為加水流量，Zm為圓盤目標轉速，Z為圓盤實際轉速，Q為圓盤實際給料量，Qm為圓盤目標給料量，T為控制周期，H為加水上限，L為加水下限，A為a<8mm (小球)上限，B為a>16mm(大球)上限，Fw0為每次加減閥位量，Z0為每次加減轉速量，Q0 為每次加減給料量，Zn為加減轉速次數，Qn 為加減給料量次數。

　　(c)控制邏輯

　　(1)球大減水、降轉速、加料過程

　　當a<8mm16mm>=B時，比較當時的實際加水量QH2O，如果QH2O >L，則減少閥位：Fw=Fw上-Fw0;否則如果QH2O <=L且Z m -Z= Zn*Z0 且Qm-Q>- Qn*Q0，則Q=Q上+Q0，否則報警，提示人工操作。

　　(2)球小加水、加轉速、減料過程

　　當a<8mm>=A且a>16mm=H且Z m -Z>=Z0 時，則 Z=Z上+Z0 ，如果QH2O >=H且Zm =Z且Qm-Q< Qn*Q0，則Q=Q上-Q0，否則報警，提示人工操作。

　　(3)正常狀況恢復目標轉速與料量過程

　　當a<8mm16mmZ0，則Z=Z上+Z0，如果Zm –Z<-Z0，則Z=Z上-Z0 ;如果Z=Zm 且 |Qm –Q|<=Q0，則Q=Qm;如果Z=Zm 且 Qm –Q>Q0，則Q=Q上+Q0，如果Z=Zm 且 Qm –Q<-Q0，則Q=Q上-Q0 。

　　(4)非正常狀態(tài)自動退出過程

　　當a<8mm>=A 且a>16mm>=B時，報警并建議退出自動，改為人工操作。

　　該模型應用后，在國內首次實現了造球無人值守，全程自動造球，在大幅降低工人勞動強度的。從實際使用效果看，顯著提高了生球入機量的穩(wěn)定性，為后續(xù)焙燒工序的穩(wěn)定運行創(chuàng)造了良好的條件。

　　3.3 原料水分智能控制模型

　　自動打水功能主要是實現混合機物料的自動加水功能。主要包括水分偏差自動調節(jié)功能、料量變化延遲打水功能、停料停水保護功能三部分。

　　3.4 水分偏差自動調節(jié)功能

　　當目標水分跟實測水分出現偏差時，系統通過修改閥位輸出自動調節(jié)水量的大小。控制參數如下：

　　水分偏差分三個等級，E1，E2，E3;對應閥位(小閥)控制幅度的三個等級，W1，W2，W3。

　　該功能按周期執(zhí)行(對應參數，自動調節(jié)周期，默認1.5min)，當調整周期結束時，根據水分偏差等級，調節(jié)相應的小閥閥位輸出。

　　3.5 料量變化延遲打水功能

　　當配混的下料量設定值發(fā)生變化時，通過延時一定的時間，系統自動加減一定的水量。

　　3.6 停料停水保護功能

　　停料停水：當系統停料時，立即關閉大閥和小閥。開始上料后延時3分鐘開閥，并給大閥賦值關閉前閥位值。

　　停料條件判定：當1#、2#、3#定量給料機均無運返、混合機旁路開關打開、實際料量低于50t/h、混合機停機滿足三者之一時，即為停料。

　　實現方式如下，在混合工段的混合機處進行打水，在打水管進口安裝一組并聯的水量調節(jié)閥，一個大閥+一個小閥，小閥用于微量打水時投入，大閥用于大量打水時投用，在打水管上布置一流量計用于檢測打水量，在混合機出口處布置一臺紅外水分儀用于實時監(jiān)測混合料水分。模型通過實時采集水分檢測值，并于目標水分進行比較，判斷偏差等級，并根據預設等級對打水閥門進行定量調節(jié)。該模型的開發(fā)與應用，大幅提高了混合料水分穩(wěn)定性，為造球工段提供水分最適宜的原料，進一步確保造球工段長期穩(wěn)定。

　　4 結論

　　首鋼京唐球團廠智能過程控制技術的開發(fā)應用涵蓋了質量閉環(huán)控制和過程智能控制，實現了從上料到造球的全流程智能控制覆蓋，其中智能造球在造球行業(yè)尚屬首次，有一定創(chuàng)新性和推廣意義。以上系統模型是基于京唐球團投產近10年來經驗的結晶和總結，是對現有主體智能控制系統的完善與補充，作為國內第一條新建帶式焙燒機，此次智能改造實施也進一步提升了它的整體技術水平和行業(yè)領先地位。

　　智能系統全面投入運行以來，設備運行可靠，模型準確度高，提高了質量控制和過程控制的精確性和穩(wěn)定性，提高了工作效率，降低了工人的勞動強度，達到了預期目的和效果。

　　山東源達旺耐磨板現貨商家優(yōu)惠

　　公司為答謝新老客戶對源達旺耐磨板的信任與支持，凡來廠考察的客戶，源達旺報銷往返差旅費用，讓各位朋友考察源達旺無后顧之憂!

　　公司不時還有對耐磨板現貨有優(yōu)惠政策，詳細優(yōu)惠信息及優(yōu)惠力度，請聯系我司業(yè)務人員咨詢，24小時服務電話：18265519000。獲取精準合理的耐磨板現貨價格表。