文档介绍：应用案例5铝业阳极焙烧智能优化控制系统
摘要:通过对瑞士R&D公司和法国SATROOM公司的燃烧系统进行了充分的研究,将两者的优势融合在了一起。结合公司的软件和工控技术人员多年的控制经验和铝业公司技术人员的共同努力,采用了先进的现代控制原理等原理,研制了一套新型阳极焙烧智能优化控制自动控制系统。系统对焙烧炉预热区和焙烧区各炉箱、火道的温度和负压进行了有效的协同控制,使其在工艺要求的升温曲线和负压范围内对料箱中的碳块进行预热、焙烧、冷却。焙烧炉燃气自动化控制的研制,全系统运行正常,该技术先进可靠,达国际先进水平。采用该技术生产的炭阳极产品质量稳定,理化指标合格,完全满足用户的要求,为企业创造了显著的经济效益,有着非常好的推广价值。
关键词:阳极;焙烧;鲁棒;多变量;自适应;预估;优化
项目简介
铝业碳素厂三期碳素环式焙烧炉两座,其中54室9火道8料箱一座,另一座为36室8火道7料箱。共有5个燃烧系统,燃料为天然气。项目界定范围为:54室阳极焙烧自控项目的检测设备(除热电偶)和控制设备,及相关控制设备安装架和控制柜,控制系统的集成,控制系统的开发,调试和投运。36室阳极焙烧自控项目的检测设备(除热电偶)和控制设备,及相关控制设备安装架和控制柜,控制系统的集成,控制系统的开发,调试和投运。
控制原理
根据工艺特点进行系统机理模型,采用机理模型的控制满足产品生产的控制要求。
按照温度的目标曲线进行控制,是阳极块的实际焙烧升温曲线在温差允许的范围内进行升温。
温度升温曲线分为五个曲线段:排烟架温升曲线段、负压架温升曲线段、燃烧1架温升曲线段、燃烧2架温升曲线段和燃烧3架温升曲线段。
控制目标
能够安全可靠运行;2)能够完成正常自动控制功能;3)生产出合格率高的产品;4)能够节约燃料
性能超过国内开发同类控制系统;6)能够达到R&D的控制技术水平;7)性能最后超过R&D的控制系统;
控制系统软硬件组成
控制系统构成:
控制系统分为主机操作管理系统和现场就地控制站,系统分为三层网络,第一层为现场操作控制站,主要功能是温度监测、控制燃气电磁阀开关频率和排烟调节门开度、向主调节站传输全部数据和接受主调节站传输数据、处理现场数据对主要数据进行连锁控制等;还可以选择各种操作模式,人工式和自动式。第二层为主控室调节操作站,集中显示焙烧过程中所有可视化信息,包括操作模式、设定点值、报警值、火焰系统运行位置状态、变量和命令,可对报警、火焰移动、操作模式等进行管理;第三层为高级管理站和数据库管理站,可生成历史报表、存储历史记录、对系统突发事件进行处理等。见图1
硬件:采用AB PLC 的SCL500系列
显示屏为AB公司
燃气烧嘴为R&D公司的产品
服务器为DELL品牌
负压插板阀为德国的
检测设备为国产
软件:
操作系统采用windows2000 sever
监控软件自主开发
数学模型和控制器采用动态数据连接库
中央控制室
火焰系统1
火焰系统2
现场
`图1 控制系统网络构成示意图
控制方案确定
由于阳极焙烧炉的工艺和控制目标的要求,很难采用常规控制方案完成控制要求和控制目标。
确定的控制算法
采用系统辨识方式确定控制机理模型,采用先进的智能优化控制系统。
每个设备(各个架体)的每个火道采用单独