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【行业洞察】智能优化,恰到好处

2020-01-07 施家邦 工控邦

白烟升腾,巨大的回转窑不知疲倦地日夜转动着。


这里是位于中国西部甘肃省漳县的祁连山水泥工厂,一切生产正在有条不紊地进行着。但祁连山水泥高级主任工程师程俊生的心里却并不平静——因为祁连山水泥跟中国其他水泥企业一样,正在面临着矿山资源原料成本日益上涨,和环保政策日趋严格带来的不断上升的制造成本,以及在能耗、排放等方面面临越来越大的压力。



不断变化的建材市场也给水泥工厂带来了挑战,如何以更高的效率和始终如一的高品质产品征服市场,成为当前水泥企业迈向数字化和智能化转型的重要驱动力之一。


通过先进过程控制APC系统,智能改进过程控制,持续优化控制绩效,是实现当前水泥生产可靠运营、降本增效的重要途径之一,也是水泥企业应对上述挑战的一个重要方向。


“杂技员”的困境


由于熟料煅烧上接原料制备,下联水泥粉磨,是水泥生产工艺链条上举足轻重的一环,因此水泥回转窑一向被称为水泥工厂的“心脏”。在窑内,生料经过一系列复杂的物理变化和化学反应变为熟料,才算完成了水泥一生当中最重要的“蜕变”。


“心脏”的完美操控显然是影响整个水泥生产的核心所在,也是一个典型的需要长期连续运行的复杂工艺系统,因此长期以来窑操作员则一直是一个技能要求非常高的岗位。窑操作员往往要同时观察多达上百个工艺参数的动态变化,并在数秒内迅速做出判断并通过计算机给出正确的调节指令,这种调节的困难之处在于必须兼顾“风、煤、料”等多种工艺参数和设备参数的配合,当对任意一个变量进行调节时,必须预测它对全局的联动影响。但也正式由于这些人为因素(如操作员经验不同、操作员操作手法不同)的限制,造成”心脏“不是始终处于最优状态。



因此,这项工作对窑操作员的技能、体力和精力都提出了巨大的考验。首先,不同的操作员之间经验和技能不一,导致了操作水平的差异;其次,即使是同样的操作员,在不同时间段的精力和体力也不同,造成了产品质量的波动;最后,宝贵的操作经验藏在那些工作多年的老操作员脑中,不利于知识的积累和传承。种种人为因素的限制,往往无法保证水泥窑的连续最优运行,实现低消耗高产出。


完美智控


施耐德电气基于智能控制技术提供的一种新解决方案 Simsci APC-水泥窑磨先进控制系统,即可很好的解决这些问题,用于实现水泥窑、预热器、篦冷机、和磨机系统的无人操作和最优化运行,可显著稳定产品质量、提高产量、减小能耗,并解放操作员。施耐德SimsciAPC(专家)系统是基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法的更为先进的控制系统,其控制规则符合操作经验但更精确、全面、更具有预测性。

APC系统实现了水泥生产过程两个层面的优化:自动控制,以及比一般专家系统更为精准的多变量自动控制,并在此基础上进一步实现产量、能耗、质量等指标的在线滚动优化,从而显著稳定产品质量、提高产量、减小能耗,并解放操作员,实现低消耗高产出。


对此,程俊生表示:“我们是西北水泥行业第一家部署水泥窑APC系统的企业,只用了半年的时间就一次性投运成功。施耐德电气的APC系统帮助我们合理优化水泥窑操作参数,通过数据分析,建立预测模型,达到少人操作。使熟料标煤耗下降1公斤以上,熟料工序电耗下降0.7度/吨;出窑熟料游离氧化钙合格率达85%以上,标准偏差下降了10%以上,熟料强度稳中有升;三年来,APC系统在线率高达99%以上,没有发生过任何误操作导致的失控状态。”


祁连山水泥的APC智控优化项目只是一个开始,在传统水泥企业降本增效、迈向智能制造的路上,仍然挑战重重。施耐德电气,将始终与水泥生产商一道,携手同行。



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施耐德电气为水泥企业提供从底层数据接入到顶层应用,从产品提供到工程服务的全生命周期解决方案,助力客户节能增效绿色生产。


01

实现精益管理

1.知否知否-水泥行业的智能工厂应是无人工厂还是以人为本?

2.新风潮袭来,你不知道的水泥能效管理人的忧伤


02

降低生产成本

3.“一抹清新飞出去,满载赞誉方复还”之法系水泥客户非洲案例

4.看施家大显身手!助力水泥行业能效管理更上层楼


03

提升安全环保水平

更多精彩内容即将补充~


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