水泥工厂智能制造的料流控制基础

水泥工厂智能制造的料流控制基础
火锅炉具摘要:随着科技创新的深入实施,以数字化、网络化、智能化为特点的智能制造正在成为一种工业化的趋势;水泥制造工厂包含各种典型的操作系统,而这些系统通常不必以一种显著的方式相互进行通讯。所有系统均有自检和校正功能,使得操作员可以将系统与参考标准比较,以保证数值准确性能最高。喂料、给料系统可以安装高水平的自动化和控制系统技术,称之为专家优化系统,有助实现最大收益。
引言
随着制造业进入工业4.0时代,以大数据、人工智能、工业互联网、云计算、新一代通信技术(如5G)和智能设备广泛应用为代表的新型制造方式正在出现。水泥行业自动化、计算机化程度在我国制造业中较高,智能化生产提升基础较好。此外,水泥生产属于流程化生产,生产流程相似,智能化生产方式的可重复性高,可以降低全行业智能化改造的成本,尤其是中国建材、红狮、天瑞、西部水泥等大集团智能升级成本更有优势。
关键词:水泥工厂;智能制造;料流控制
1 水泥生产智能化建设总体思路
1.1 工程设计智能化建设
从数字化设计入手,从精细化工程管理和模型仿真入手,打造数字化工厂孪生模型,从设计到数字化运维,包括PLM系统全生命周期的数字化管理,实现垂直和横向数字化管控,用于新建生产线和改造项目。
1.2 生产过程控制智能化建设
通过各种在线检测仪器和先进的检测设备,提高了过程控制参数的聚合度,为智能优化控制系统提供了完整、良好的控制基础。先进的过程控制系统,实现生食破碎、粉磨、烘焙、水泥粉磨、包装线全过程。
1.3 设备运维智能化建设
通过点巡检、运行和智能设备维护、在线振动监测,实现缺陷预警和诊断技术,实现接收设备全生命周期管理。通过缺陷预警、预测性维护和数字化备件仓库技术,优化维修和维护,动态优化备件库存,集团级备件采购实施和放置,显著降低备件成本。
1.4 生产管理智能化建设
简易淋浴器>发票导出硼硅酸盐玻璃基于流程、能源、设备、质量安全、环保五个维度的智能MES生产管理系统,可提供丰富的数据交互接口,可集成现有的各种信息系统和DCS系统。与称重系统数据交互,实现对原料和来料的计量平衡、统计和盘点,与DCS系统和脱硝脱硫系统数据交互,实现生产过程数据实时监控、生产自动登记。
1.5 供应链物流智能化建设
通过构建智能供应链物流体系,实现供应链管理、物流、采购、仓储、营销一体化,以及供应-MAS上下文控制、生产-生产控制和客户运营;通过集团化管理,实现区域智能部署通过现场设备、自动化控制系统、MES的生产管理系统、ERP系统中的供应链物流系统进行管理和垂直数字化控制;通过高度集成、开放的MES平台,在生产管控中贯穿物流、供应链管理的横向数字化通道;从厂到厂、从厂到区、从区到集团级的数字化设备。
2 料流控制系统
2.1黑纸白字 回转窑喂料系统
由于物料的优良物理特性,回转窑喂料系统不同于磨机和破碎机喂料系统。这些优良的物料可以通过各种方式喂入回转窑,例如:通过用风机鼓风的气力提升装置、斗式提升机或者回转喂料机。这些方法单独用于一个特殊的称量系统,利用自带的斜槽和卸料系统从生料库中卸料。
回转窑喂料系统的操作分为三个主要阶段。第一阶段包括从生料库向称重仓充入物料达到预设仓重的料位。这个料仓是储库和回转窑之间的中间阶段,有一个或多个荷载单元监控料仓内的物料量,也同时控制料仓的充入量。这些荷载单元通过外部重量进行校正,在料仓料位达到最低重量时开始充入达到最大重量时停止,料仓的填充率应大于料仓的卸料率。第二阶段是从称重料仓中卸料,该料仓有一个或多个流量自动控制的闸门,按照预先设定的流量设定值卸料。每个闸门按照PID控制器的设定自动工作并与设定的总喂料量相关联,或者与操作员人工设定的0-100%闸板位置相关联。第三阶段是将生料输送到预热器顶部。根据喂料物料的物理性能,有几种物料输送系统可用于风机或斗提。当前己有一些系统设计成称量与输送系统结合在一起。
通过使用现代技术,例如专家优化系统,水泥厂可以通过节约电力和燃料消耗而提高效率
降低成本。优化系统也可以提高产品质量,消除系统不稳定,及通过改进回转窑、水泥磨、原料磨及煤磨的喂料系统增加产量。
优化系统提高了磨机和回转窑喂料设定值,甚至超过稳定操作条件的最大设定值。专家系统设计了一种特定的确认机制,将喂料设定值和实际值在专家优化服务器和主PLC控制器两者之间进行交互,有助于向主喂料控制系统提供一个新的优化设定值。
2.2 料位测量系统
水泥工业中水泥制造的料位测量系统也很重要,料位测量系统主要用于料仓、储罐、及砼库控制入库及卸料的操作。
数字料位和模拟料位传感器是两种类型的料位测量方式。数字传感器在容器内物料料位达到预先设定的值(类似水箱中的浮动水位开关,当水泵在水位低时启动,在水位达到高限开关时也可以停止)时开闭。数字料位传感器的另一个例子是传感器用在水泥库和生料库上控制储库的进料和出料,当库内物料高位时水泥磨和生料磨停止进料。scr-035
第二种类型料位传感器是模拟传感器,可以给出料仓或砼库内物料量的确切值。这种类型
的传感器用于决定储存量及来自每台设备的预定产量,以及计算KPIs(绩效),同样也可以用作设备控制操作的数字料位。仓内物料的类型及物料的分布决定了测量的方式及传感器的类型。
3 料位测量的不同方式
3.1 雷达式料位变送器
雷达传感器探头埋设在料仓顶并发射高频脉冲。这些高频微波在料仓的物料表面反射并依据信号、脉冲的速度计算出发射器与物料表面之间的距离。这个距离可以方便地转换成百分比、数量及重量,对石灰石破碎料仓,水箱,及砼库也适用。
3.2 γ辐射仪
这种类型的料位测量系统用于预热器旋风筒,这里物料呈粉尘状,在回转窑操作时用于检查旋风筒堵塞。放射源发射Y辐射,另一边通过Y辐射探测仪接收,产生的百分比代表旋风筒中物料的数量。
3.3 模拟料位荷重传感器
这可以决定料仓料位通过使用荷重传感器称重用于原料磨、煤磨和水泥磨的喂料、给料料仓中物料重量。
3.4 电容式料位传感器
它们的使用取决于电容的变化,介电常数在空气和物料(生料或水泥)两者间变动,且由于物料料位导致电容变化。
4 结语
物料流量的计量和物料储量的测量作为水泥工厂产品生产的基础性数据,及时准确获取对水泥工厂智能化的高效运行有积极作用。水泥制造作为一种物料加工过程,包括物料破碎粉磨和物料煅烧两大环节,涉及三大平衡:物料平衡、能量平衡和风量平衡,而三大平衡以物料平衡即料流控制为基础:物料量决定能源消耗量,进一步决定生产过程的用风量。因此,料流控制的准确及时反映在水泥工厂智能化过程中具有重要地位。
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