一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法技术方案

本发明专利技术公开了基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法，包括下列步骤：步骤一、采集水泥生产原料磨系统的历史数据；步骤二、运用大数据分析寻找到指征石灰石离析的关键过程参数；步骤三、通过数据拟合确定得到磨机工况指标的算式；步骤四、将分析确定各关键过程参数的正常运行区间；步骤五、运行中采集上述关键过程参数的实时数据；步骤六、根据实时数据对相应关键过程参数优化调整；步骤七、计算磨机工况指标并据此对磨机最高产量的目标设定值进行优化。本发明专利技术让原料磨系统的自动操作控制过程能适应运行中出现的石灰石离析状况，并通过本方法的优化实现稳定工况、节能降耗，且优化效果较好。且优化效果较好。且优化效果较好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法


[0001]本专利技术属于水泥熟料生产领域，更具体地说，是涉及一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法。

技术介绍

[0002]原料粉磨控制系统的操作控制核心在于磨机的负荷控制，当原材料水分、硬度等特性发生变化时，系统通过调节入磨物料量来保证磨机处于负荷稳定的最佳粉磨状态，保持质量稳定合格，避免饱磨或者空磨发生。目前原料粉磨生产过程操作，大多由操作人员通过DCS系统监控参数判断产线运行状况，根据工艺知识及经验手动调节喂料量、风量及研磨压力等执行机构，实现生产工况的调整。近些年，原料粉磨专家自动操作系统应用推广，逐渐取代了传统的人工操作模式，但是原料粉磨专家自动操作系统在正常操作状况下的调节是可正常操作的，对于异常状况的适应性大打折扣，比如石灰石换堆、开磨初期等状况。
[0003]目前原料粉磨专家自动操作系统无法适应石灰石离析状况下的自动操作调整。石灰石离析主要有两方面原因：一是目前大多数水泥熟料生产企业，石灰石堆场采用长形堆场布局，分堆取料，当第一堆取到堆尾或第二堆取堆头的过程中，即在换堆的过程中，因石灰石堆料过程造成堆头堆尾的石灰石离析，二是石灰石取料机断料，石灰石调配库料位低，造成石灰石离析。石灰石离析会带来粒径明显变化，对磨况的影响较大，各控制参数与常规控制差异较大。原料粉磨专家自动操作系统模型参数调试完毕后无法针对这种运行中的特殊需求进行自动修改，操作员也无法在系统运行时完成此项工作，导致原料粉磨专家自动操作系统经常需要退出，由操作员手动干预。
[0004]此外，由于原料粉磨专家自动操作系统模型参数和步幅限制，不能适用开磨后的快速、大幅的调节需求，需要操作员将喂料量等指标调整到满产后才能投入原料粉磨专家自动操作系统，影响系统的投运率。并且因为原料粉磨专家自动操作系统没有磨况识别功能，无法控制特定参数的目标值来达到稳定工况、节能降耗的优化效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法，用于解决现有技术中对原料磨系统进行自动操作控制时无法通过对参数目标值的优化以适应石灰石离析状况下的自动操作调整，且相应控制方法在稳定工况、节能降耗方面效果较差的技术问题。
[0006]所述的一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法，包括下列步骤：
[0007]步骤一、采集水泥生产原料磨系统的历史数据；
[0008]步骤二、选取石灰石换堆前后1个小时的历史数据，运用大数据分析寻找到指征石灰石离析的关键过程参数；
[0009]步骤三、将上述关键过程参数的历史数据做归一化处理，通过数据拟合确定各关
键过程参数的权重，得到磨机工况指标的算式；
[0010]步骤四、将历史数据结合磨机工况指标进行大数据分析确定各关键过程参数的正常运行区间；
[0011]步骤五、运行中采集上述关键过程参数的实时数据；
[0012]步骤六、根据实时数据是否处于正常运行区间或其变化趋势是否持续升高识别石灰石离析状况，并对相应关键过程参数优化调整；
[0013]步骤七、计算磨机工况指标并据此对磨机最高产量的目标设定值进行优化；
[0014]上述步骤六和步骤七不分先后，能同时进行，分别对关键过程参数和磨机最高产量的目标设定值进行自动优化。
[0015]优选的，所述步骤二中，所述关键过程参数包括原料磨进出口差压、原料磨主电机电流、吐渣斗提电流、料层厚度和出磨温度，所述步骤三中，计算磨机工况指标的算式如下：磨机工况指标＝原料磨进出口差压归一数值*k1+原料磨主电机电流*k2+吐渣斗提电流*k3+料层厚度*k4+出磨温度*k5，其中k1、k2、k3、k4和k5均为对应关键过程参数的权重占比，根据历史数据归一化得到的各个关键过程参数的归一数值拟合得到。
[0016]优选的，所述步骤六中，一定时长内所述关键过程参数均出现持续升高趋势，且增幅在放大，则判断石灰石出现离析状况，及时的对操作参数进行调整，放大原料磨喂料量的步幅，降低关键过程参数的控制目标。
[0017]优选的，所述步骤六中，正常情况下，当所述关键过程参数的实时数据不处于正常运行区间内，判断物料状况发生变化，及时地减少喂料量或增加研磨压力，所述实时数据不处于正常运行区间内情况包括综合分析两个或两个以上的关键过程参数的正常运行区间对应的实时数据。
[0018]优选的，所述步骤七中，先确定喂料量最高限值的单次改变值和最大总改变值，在优化时计算磨机工况指标，当该指标在
‑
1～0之间，每持续一定时长降低一次喂料量最高限值，直至磨机工况指标达到0或喂料量最高限值的总降低值达到最大总改变值；当该指标在0～1之间，每持续10分钟升高一次喂料量最高限值，直至磨机工况指标达到0或喂料量最高限值的总升高值达到最大总改变值。
[0019]优选的，本方法还包括根据历史数据设定两组控制参数方式，通过条件判断进行参数控制方式的切换，在原料磨启动初期使用一组参数控制方式，让各调节参数快速适配，在正常运行的时候使用另一组参数控制方式。
[0020]优选的，利用步骤一采集的历史数据分析计算出开磨初期和正常运行两种状态下磨机差压与磨喂料量的增益，确定两种状态的转变是基于启动信号后的固定时长判断的，设计与增益和操作变量最大步幅相关的两组参数控制方式，当检测到启动信号后，启用开磨初期的参数控制方式，当检测到启动信号经过固定时长后切换为启用正常运行的参数控制方式。
[0021]本专利技术具有以下优点：本专利技术通过对历史数据的分析以及实时数据是否处于正常运行区间或其变化趋势是否持续升高识别石灰石离析状况，并对相应关键过程参数优化调整，由此让原料磨系统的自动操作控制过程能适应运行中出现的石灰石离析状况。而同时本方法还通过分析后拟合得到的算法计算磨机工况指标，由此能对磨机工况进行较可靠的评价并依据该数据优化磨机最高产量的目标设定值，即通过本方法的优化实现稳定工况、
节能降耗，且优化效果较好。
[0022]此外，本方法还通过两组根据开磨初期和正常运行下不同而分别设置的参数控制方式进行针对性控制，并实现参数控制方式自动切换，从而解决了原料粉磨专家自动操作系统模型参数和步幅限制，不能适用开磨后的快速、大幅的调节需求的技术问题。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法的流程图。
[0024]图2为采用本专利技术一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法的原料磨工艺流程图。
[0025]图3为采用本专利技术一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法的系统的网络结构图。
具体实施方式
[0026]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和伸入的理解。
[0027]本专利技术提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤一、采集水泥生产原料磨系统的历史数据；步骤二、选取石灰石换堆前后1个小时的历史数据，运用大数据分析寻找到指征石灰石离析的关键过程参数；步骤三、将上述关键过程参数的历史数据做归一化处理，通过数据拟合确定各关键过程参数的权重，得到磨机工况指标的算式；步骤四、将历史数据结合磨机工况指标进行大数据分析确定各关键过程参数的正常运行区间；步骤五、运行中采集上述关键过程参数的实时数据；步骤六、根据实时数据是否处于正常运行区间或其变化趋势是否持续升高识别石灰石离析状况，并对相应关键过程参数优化调整；步骤七、计算磨机工况指标并据此对磨机最高产量的目标设定值进行优化；上述步骤六和步骤七不分先后，能同时进行，分别对关键过程参数和磨机最高产量的目标设定值进行自动优化。2.根据权利要求1所述的一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法，其特征在于：所述步骤二中，所述关键过程参数包括原料磨进出口差压、原料磨主电机电流、吐渣斗提电流、料层厚度和出磨温度，所述步骤三中，计算磨机工况指标的算式如下：磨机工况指标＝原料磨进出口差压归一数值*k1+原料磨主电机电流*k2+吐渣斗提电流*k3+料层厚度*k4+出磨温度*k5，其中k1、k2、k3、k4和k5均为对应关键过程参数的权重占比，根据历史数据归一化得到的各个关键过程参数的归一数值拟合得到。3.根据权利要求2所述的一种基于工业大数据水泥生产原料磨系统控制指标优化方法，其特征在于：所述步骤六中，一定时长内所述关键过程参数均出现持续升高趋势，且增幅在放大，则判断石灰石出现离析状况，及时的对操作参数进行调整，放大原料磨喂料量的步幅，降低关键过程参数的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔取和，王恒兵，赵波，王书信，胡义宏，陆小松，王松华，郭玉龙，陆兴风，胡小东，钱自根，
申请(专利权)人：安徽海螺信息技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：