水泥数字化管控系统技术方案

本发明专利技术公开一种水泥数字化管控系统，包括模拟子系统、生产与优化子系统和数据库，模拟子系统与生产与优化子系统相连，数据库分别与模拟子系统和生产与优化子系统相连；模拟子系统用于对水泥生产进行仿真计算；生产与优化子系统用于分析和判断当前运行参数和水泥生产设备运行是否正常，预测当前时刻之后运行参数是否正常，以及对水泥生产进行优化控制；数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。本发明专利技术的数字化管控系统以创新的在线仿真分析技术、历史数据分析技术、先进的诊断优化方法为手段，实现水泥厂的经济运行、安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水泥生产
，尤其涉及一种水泥数字化管控系统。
技术介绍
水泥的生产通常是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细。如图1所示，水泥的生产，一般可分生料制备、熟料烧成和水泥制成三个工序，其中，生料制备分为干法和湿法两种，干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺。干法的生料制备具体可包括石灰石破碎及输送、联合预均化堆场、原料调配及原料粉磨、生料入窑和废气处理等流程。熟料烧成的设备主要有立窑和回转窑两类，立窑适用于生产规模较小的工厂，大、中型厂通常采用回转窑。窑筒体卧置(略带斜度，约为3%)，并能作回转运动的称为回转窑。采用回转窑的熟料烧成具体可包括煤粉制备、窑尾预热分解、回转窑煅烧和窑头熟料冷却等流程。水泥制成工序通常采用圈流粉磨工艺(即闭路操作系统)，可包括破碎机 熟料配料、水泥磨和水泥出库及包装等流程。针对上述每个生产工序来说，均涉及到多种设备，比如，仅石灰石破碎及输送的工序中就涉及到重型板式喂料机，单段锤式破碎机、收尘器、排风机、离心通风机、电机、收尘器储气罐、皮带机、脉冲单机带收尘器、圆堆场堆取料机等等。每种设备均涉及到各种参数和指标。由于大型水泥生产线系统庞大，设备众多，操作运行复杂，控制也相对复杂，发生故障的潜在因素多。而且一旦出现故障，甚至会导致设备损坏，无论故障大小，都会间接或直接给水泥厂带来经济损失。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的大型水泥生产线系统庞大，设备众多，操作运行复杂的问题，提出一种水泥数字化管控系统，以提高水泥生产的安全性和经济性。为了解决上述问题，本专利技术提供一种水泥数字化管控系统，包括:模拟子系统、生产与优化子系统和数据库，其中，模拟子系统与生产与优化子系统相连，数据库分别与所述模拟子系统和生产与优化子系统相连；所述模拟子系统用于对水泥生产进行仿真计算；所述生产与优化子系统用于根据所述模拟子系统的计算结果和数据库中存储的数据，分析和判断当前运行参数和水泥生产设备运行是否正常，预测当前时刻之后运行参数是否正常，以及对水泥生产进行优化控制；所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。优选地，上述系统还具有以下特点:所述模拟子系统包括:数据采集模块、数据校验模块、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块，其中，数据采集模块与数据校验模块相连，设备状态推算模块和在线自学习模块分别与数据校验模块和模拟模块相连；所述数据采集模块用于实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至所述数据校验模块；所述数据校验模块用于按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块；所述设备状态推算模块用于将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块；所述在线自学习模块用于根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块；所述模拟模块包括在线同步仿真子模块，所述在线同步仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算。优选地，上述系统还具有以下特点:所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则用数据库中仿真分析得到值或历史仿真分析得到的值替代不合格的当前运行参数，报警并显示不合格的当前运行参数及其替代值。优选地，上述系统还具有以下特点:所述模拟模块还包括离线分析仿真子模块，所述离线分析仿真子模块用于根据输入的离线运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行仿真计算。优选地，上述系统还具有以下特点:所述模拟模块还包括在线预测仿真子模块，所述在线预测仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型，对水泥生产进行超实时仿真计算。优选地，上述系统还具有以下特点:所述生产与优化子系统包括:安全模块和在线决策控制模块，其中，所述安全模块用于根据水泥生产设备运行实时数据、历史数据和仿真数据，分析和判断当前运行参数和水泥生产设备运行是否正常，以及预测当前时刻之后运行参数是否正常；在线决策控制模块用于对水泥生产的生料配料和水泥配料进行优化，对生料磨系统、煤磨机、分解炉、预热器和水泥磨系统进行优化控制。优选地，上述系统还具有以下特点:所述安全模块包括:参数实时监督子模块、在线预警子模块和异常参数侦测子模块，其中，所述参数实时监督子模块用于实时监督当前水泥生产设备的当前运行参数，当运行参数异常时进行报警；所述在线预警子模块用于根据对水泥生产进行超实时仿真计算的结果，判断当前时刻之后运行参数是否正常；所述异常参数侦测子模块用于根据水泥生产当前运行参数、运行参数的变化趋势、运行参数的变化范围等，判断水泥生产设备运行状态是否正常。优选地，上述系统还具有以下特点:所述在线决策控制模块包括生料系统优化子模块、煤粉制备系统优化子模块、烧成系统优化子模块和水泥系统优化子模块，其中，所述生料系统优化子模块通过根据历史下料的记录数据，推算生料成分发展趋势，进行配料计算，从而对生料配料的优化；以及，按照PID控制和专家决策系统，对循环风、粗粉仓热风、粗粉仓冷风、细粉仓热风和细粉仓冷风进行调节，以控制生料磨出口温度、粗粉仓入口负压和细粉仓入口负压，从而对生料磨系统的优化控制；所述煤粉制备系统优化子模块按照PID控制和专家决策系统，对煤磨机的循环风、热风和冷风进行调节，以控制煤磨机的出口温度和入口负压，从而对煤磨机的优化控制；所述烧成系统优化子模块按照PID控制和专家决策系统，对煤量进行调节，以控制分解炉的温度，从而对分解炉的优化控制；以及，按照PID控制和专家决策系统，对风机阀门开度进行调节，以控制预热器出口压力，从而对预热器的优化控制。所述水泥系统优化子模块通过根据历史下料的记录数据，推算水泥成分发展趋势，进行配料计算，从而对水泥配料的优化；以及，按照PID控制和专家决策系统，对水泥磨系统的热风和冷风进行调节，以控制水泥磨系统的出口温度和入口负压，从而对水泥磨系统的优化控制。优选地，上述系统还具有以下特点:所述生产与优化子系统进一步包括:经济模块，所述经济模块用于计算水泥生产的综合性能耗和分布能耗，并将能耗数据与国际、国内标准能耗指标数据比对。优选地，上述系统还具有以下特点:所述经济模块包括相连的在线能耗指标计算子模块和能效对标分析子模块，其中，所述在线能耗指标计算子模块用于计算水泥生产的综合性能耗和分布能耗；所述能效对标分析子模块用于将所述在线能耗指标计算子模块计算得到能耗数据与国际、国内标准能耗指标数据比对；所述综合性能耗包括熟料综合能耗、熟料综合煤耗、熟料综合电耗、水泥综合能耗、水泥综合电耗和水泥综合煤耗；所述分布能耗包括原料破碎电耗、原料预均化电耗、原料烘干煤耗、生料粉磨电耗、生料均化电耗、燃料烘干煤耗、燃料制备电耗、废气处理电耗、熟料烧成电耗、熟料烧成煤耗、熟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥数字化管控系统，其特征在于，包括：模拟子系统、生产与优化子系统和数据库，其中，模拟子系统与生产与优化子系统相连，数据库分别与所述模拟子系统和生产与优化子系统相连；所述模拟子系统用于对水泥生产进行仿真计算；所述生产与优化子系统用于根据所述模拟子系统的计算结果和数据库中存储的数据，分析和判断当前运行参数和水泥生产设备运行是否正常，预测当前时刻之后运行参数是否正常，以及对水泥生产进行优化控制；所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。

【技术特征摘要】
1.一种水泥数字化管控系统，其特征在于，包括:模拟子系统、生产与优化子系统和数据库，其中，模拟子系统与生产与优化子系统相连，数据库分别与所述模拟子系统和生产与优化子系统相连； 所述模拟子系统用于对水泥生产进行仿真计算； 所述生产与优化子系统用于根据所述模拟子系统的计算结果和数据库中存储的数据，分析和判断当前运行参数和水泥生产设备运行是否正常，预测当前时刻之后运行参数是否正常，以及对水泥生产进行优化控制； 所述数据库用于存储各个生产设备的历史运行参数和当前运行参数、运行参数的范围以及运行参数与设备状态的对应关系。2.按权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述模拟子系统包括:数据采集模块、数据校验模块、设备状态推算模块、在线自学习模块和模拟模块，其中，数据采集模块与数据校验模块相连，设备状态推算模块和在线自学习模块分别与数据校验模块和模拟模块相连； 所述数据采集模块用于实时采集水泥生产中各个生产设备的当前运行参数，并发送至所述数据校验模 块； 所述数据校验模块用于按照数据库中设定的运行参数的范围，对数据采集模块采集到的当前运行参数进行检验，将合格的当前运行参数发送至数据库、设备状态推算模块和在线自学习模块； 所述设备状态推算模块用于将当前运行参数与数据库中设备运行参数的范围进行比对，确定当前各个设备的运行状态，将当前各个设备的运行状态和当前运行参数发送至模拟模块； 所述在线自学习模块用于根据当前运行参数，对水泥生产的各个数学模型的系数进行修正，并将修正后的数学模型发送至模拟模块； 所述模拟模块包括在线同步仿真子模块，所述在线同步仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行同步仿真计算。3.按权利要求2所述的系统，其特征在于， 所述数据校验模块进一步用于，若在检验过程中判断当前运行参数不合格，则用数据库中仿真分析得到值或历史仿真分析得到的值替代不合格的当前运行参数，报警并显示不合格的当前运行参数及其替代值。4.按权利要求2所述的系统，其特征在于， 所述模拟模块还包括离线分析仿真子模块，所述离线分析仿真子模块用于根据输入的离线运行参数和水泥生产的各个数学模型对水泥生产进行仿真计算。5.按权利要求2所述的系统，其特征在于， 所述模拟模块还包括在线预测仿真子模块，所述在线预测仿真子模块用于按照当前运行参数和水泥生产的各个数学模型，对水泥生产进行超实时仿真计算。6.按权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述生产与优化子系统包括:安全模块和在线决策控制模块，其中， 所述安全模块用于根据水泥生产设备运行实时数据、历史数据和仿真数据，分析和判断当前运行参数和水泥生产设备运行是否正常，以及预测当前时刻之后运行参数是否正常； 在线决策控制模块用于对水泥生产的生料配料和水泥配料进行优化，对生料磨系统、煤磨机、分解炉、预热器和水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海奎，
申请(专利权)人：武安市新峰水泥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：