一种矿粉立磨生产线的控制系统及方法与流程

本发明涉及工业生产领域，具体地，涉及一种矿粉立磨生产线的控制系统及方法，更为具体地，涉及一种矿粉立磨生产线的先进控制系统及方法。背景技术：1、随着粉磨设备节能技术和矿渣微粉应用经济技术研究的深入，各种粉磨设备都能够生产出市场不同需求的矿渣微粉，并获得相应的经济效益。随着水泥工业产业结构调整政策力度的加大，在大力发展循环经济的推动下，矿渣微粉的产量年年翻番，目前已接近3000万吨/年，建材行业内一个新兴产业正逐步在形成。2、矿粉产线的操控，需要由经验丰富的操控人员对系统设备、参数实时监视，并根据经验进行手动操作，但个性化操作会导致控制的滞后性、随意性和差异性，不利于提高产品质量，不能最大限度的进行制粉操作，影响生产效率。3、随着工业4.0技术迅猛发展，为解决中控操作人员经验导致生产差异的问题、使产线“一人多控”成为可能，智能控制技术的研究开发是很有必要的，是一种基于先进的多变量控制理论和控制工程方法，以多变量动态模型及优化控制计算为核心，结合矩阵控制、神经网络等算法，根据各条产线设备的特性及大量专家经验开发的，实现对矿渣立磨全流程全工况(风量/料量/压力/质量等)的智能控制并维持稳定运行。4、专利文献cn107673644a(申请号：cn201711065286.1)公开了一种立磨矿物掺合料生产线。包括立磨、矿粉库、输送装置、活性激发剂容纳设备和设置在活性激发剂容纳设备底部的螺旋电子称；所述输送装置的一端与矿粉库相连，另一端与立磨相连；所述活性激发剂容纳设备设置在输送装置的侧边，所述活性激发剂容纳设备中的活性激发剂通过底部的螺旋电子称计量掺入到输送装置中。但该发明没有选用先进算法、模型预测控制、专家经验及大数据分析工具。技术实现思路1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种矿粉立磨生产线的控制系统及方法。2、根据本发明提供的一种矿粉立磨生产线的控制系统，包括：3、基础控制系统：对现场智能仪表执行装置进行数据采集；与智能专家系统、现场智能仪表执行装置通讯接口连接；4、智能专家系统：完成矿粉选粉机系统、磨煤机系统、热风炉系统预测程序优化，实现智能控制的功能；与基础控制系统、现场智能仪表执行装置通讯接口连接；5、现场智能仪表执行装置：根据智能专家系统发出的运算指令实施控制动作或参数优化，实现智能控制；与基础控制系统、智能专家系统通讯接口连接。6、优选地，基础控制系统为dcs分散控制系统或plc可编程逻辑控制器；7、智能专家系统用于建立多种预测模型，包括标准控制模块、标准化逻辑模块以及标准化接口模块，实现系统优化及寻优控制；结合矿粉生产的实际情况，利用矩阵策略确定主逻辑步骤；在预设逻辑处设置相应的条件满足矿粉生产线工艺准则，并基于运行历史数据判断准则编制寻优程序，使寻优控制程序符合矿粉生产的实际运行工况；8、其中所述矿粉生产线工艺准则包括选粉机喂料量准则、磨机喂料量和热风炉温度准则。9、优选地，预测模型包括选粉机模型、磨机模型、热风炉模型；10、预测模型通过控制程序实现，所述预测模型包括神经网络控制、模糊逻辑控制、自适应控制、推理控制、软测量技术、最优控制以及智能专家系统；11、预测控制具备描述系统动态行为的模型，具有预测功能，根据系统当前时刻的控制输入以及过程的历史信息，预测过程输出的未来值；预测模型采用脉冲响应模型或阶跃响应模型；12、神经网络控制包括非线性的限制管理和推论性的测量预测，用于非线性系统，经由训练学习及需要的测试后，类神经网络使用于在线运用软件，所述神经网络控制使用实际数据更新类神经网络并且通过模式化过程调适；13、模糊逻辑控制实现为模糊逻辑控制器，用于使处理不良定义的过程条件，取得模糊规则应用于条件式的程序，根据语言变量的方程式描述控制行动，所述模糊逻辑控制与基于规则的智能专家系统联用，包括模糊化界面、推论引擎以及知识库，所述模糊化界面用于将输入转成模糊化数据；14、最优控制技术通过制定经济目标函数，利用线性规划和非线性规划技术，求解出使装置经济利益最大化的操作条件，保证每一个控制周期，均将装置向最优操作点推进；15、自适应控制包括自适应器和在线自适应模块，在控制器对装置实现控制的同时，实时监测当前模型对于过程的偏差情况，并在线辨识；当满足一定的切换条件时，一体化控制平台自动将自适应器中的模型切换为控制模型，从而实现在线的自适应功能。16、优选地，所述选粉机模型包括：通过dcs/plc采集的数据在矿粉智能专家系统对选粉机寻优控制，满足矿渣立磨系统的运行指标；17、所述磨机模型包括：通过dcs/plc采集的数据在矿粉智能专家系统对磨机寻优控制，满足矿渣立磨系统运行指标；18、所述热风炉模型包括：通过dcs/plc采集的数据在矿粉智能专家系统对热风炉寻优控制，满足矿渣立磨系统运行指标；19、所述智能专家系统完成预测模型程序优化，将矿粉系统工艺启停标准顺序梳理为计算机语言,并进行程序编制；所述基础控制系统dcs/plc完成hmi画面编制及操作运行。20、优选地，通讯接口与所述基础控制系统、智能专家系统的数据接口连接，用于数据传输；21、现场智能仪表执行装置与所述基础控制系统、智能专家系统连接，根据所述智能专家系统发出的运算指令对矿粉选粉机系统、磨煤机系统、热风炉系统实施控制动作或参数优化；22、通讯接口包括opc/modbus通讯接口；23、执行装置包括选粉机寻优控制执行装置、磨机优化执行装置、热风炉优化执行装置。24、根据本发明提供的一种矿粉立磨生产线的控制方法，采用所述的矿粉立磨生产线的控制系统，执行包括：25、步骤s1：基础控制系统对现场智能仪表执行装置进行数据采集；26、步骤s2：基础控制系统、智能专家系统、现场智能仪表执行装置通讯接口连接数据；27、步骤s3：在智能专家系统中完成矿粉选粉机系统、磨煤机系统、热风炉系统预测程序优化，实现智能控制的功能。28、优选地，基础控制系统为dcs分散控制系统或plc可编程逻辑控制器；29、智能专家系统用于建立多种预测模型，包括标准控制模块、标准化逻辑模块以及标准化接口模块，实现系统优化及寻优控制；结合矿粉生产的实际情况，利用矩阵策略确定主逻辑步骤；在预设逻辑处设置相应的条件满足矿粉生产线工艺准则，并基于运行历史数据判断准则编制寻优程序，使寻优控制程序符合矿粉生产的实际运行工况；30、其中所述矿粉生产线工艺准则包括选粉机喂料量准则、磨机喂料量和热风炉温度准则。31、优选地，预测模型包括选粉机模型、磨机模型、热风炉模型；32、预测模型通过控制程序实现，所述预测模型包括神经网络控制、模糊逻辑控制、自适应控制、推理控制、软测量技术、最优控制以及智能专家系统；33、预测控制具备描述系统动态行为的模型，具有预测功能，根据系统当前时刻的控制输入以及过程的历史信息，预测过程输出的未来值；预测模型采用脉冲响应模型或阶跃响应模型；34、神经网络控制包括非线性的限制管理和推论性的测量预测，用于非线性系统，经由训练学习及需要的测试后，类神经网络使用于在线运用软件，所述神经网络控制使用实际数据更新类神经网络并且通过模式化过程调适；35、模糊逻辑控制实现为模糊逻辑控制器，用于使处理不良定义的过程条件，取得模糊规则应用于条件式的程序，根据语言变量的方程式描述控制行动，所述模糊逻辑控制与基于规则的智能专家系统联用，包括模糊化界面、推论引擎以及知识库，所述模糊化界面用于将输入转成模糊化数据；36、最优控制技术通过制定经济目标函数，利用线性规划和非线性规划技术，求解出使装置经济利益最大化的操作条件，保证每一个控制周期，均将装置向最优操作点推进；37、自适应控制包括自适应器和在线自适应模块，在控制器对装置实现控制的同时，实时监测当前模型对于过程的偏差情况，并在线辨识；当满足一定的切换条件时，一体化控制平台自动将自适应器中的模型切换为控制模型，从而实现在线的自适应功能。38、优选地，所述选粉机模型包括：通过dcs/plc采集的数据在矿粉智能专家系统对选粉机寻优控制，满足矿渣立磨系统的运行指标；39、所述磨机模型包括：通过dcs/plc采集的数据在矿粉智能专家系统对磨机寻优控制，满足矿渣立磨系统运行指标；40、所述热风炉模型包括：通过dcs/plc采集的数据在矿粉智能专家系统对热风炉寻优控制，满足矿渣立磨系统运行指标；41、所述智能专家系统完成预测模型程序优化，将矿粉系统工艺启停标准顺序梳理为计算机语言,并进行程序编制；所述基础控制系统dcs/plc完成hmi画面编制及操作运行。42、优选地，通讯接口与所述基础控制系统、智能专家系统的数据接口连接，用于数据传输；43、现场智能仪表执行装置与所述基础控制系统、智能专家系统连接，根据所述智能专家系统发出的运算指令对矿粉选粉机系统、磨煤机系统、热风炉系统实施控制动作或参数优化；44、通讯接口包括opc/modbus通讯接口；45、执行装置包括选粉机寻优控制执行装置、磨机优化执行装置、热风炉优化执行装置。46、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：47、1、本发明减少少人工干预；降低关键cv波动的标准偏差30％以上，例如磨机出口温度，热风炉出口温度，磨机压差，磨机入磨压力等；48、2、本发明在正常工况下，系统投运率在95％以上；提高异常工况处理响应速度，缩短异常工况影响时间；降低操作强度，消除人为操作故障，提高三班操作一致性；49、3、本发明不需要复杂的机械设备，能耗低，操作方便，成本低廉，可提高企业机组运转率，降低了运行成本。因此具有广泛的应用前景；50、4、本发明本发明可保证产品质量，同时提高了劳动生产率，在优化操作流程的同时促进其规范化、统一化，在为企业带来效益的同时，对其他生产线的推广起到示范效应；51、5、本发明主要选用先进算法、模型预测控制、专家经验及大数据分析工具，以整条生产线及关键系统为控制对象的，实现复杂、多变量的优化控制策略，更好的解决矿粉线系统复杂过程的控制方法；52、6、本发明实现选粉机、磨机、热风炉等回路再优化控制，达到节能降耗、减员增效、智能控制、管理提升、提高劳动生产率等。