一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法和系统与流程

本发明属于水泥生产工艺领域，具体涉及一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法和系统。

背景技术：

1、水泥粉磨是水泥“两磨一烧”工艺最后一道工序，目前95%以上水泥磨采用辊压机+球磨机联合粉磨系统进行过程生产，并且多数采用开路水泥粉磨技术，它具有出磨水泥粒度分布宽、工艺简单、设备少、占地面积小、投资省等优点，但生产过程控制由于缺乏有效的质量检测手段，导致整个系统的控制无法实现完整的自动控制，完全依赖于人工的操作经验和人工检测的质量数据，不同操作人员对系统的认知不统一，加上水泥磨不同于立磨，存在大时滞、非线性、不连续等特点，使得水泥磨生产过程中难以实现自动优化控制。

2、近年来，随着先进控制软件的出现，解决了一部分回路的自动控制，比如喂料量、磨头风机、磨尾风机、液压推杆，但是涉及质量的控制回路一直未有突破。整体流程的半自动化控制、部分人工的操作误差和水泥磨组件做功功效的分配不平衡问题影响着水泥生产的质量和成本。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中的问题，本发明提出了一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法和系统，用于开路水泥磨系统的自动化控制和平衡开路水泥磨系统中组件的做功功效，实现水泥生产的质量提高和成本降低。

2、本发明采用技术方案为：

3、一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，所述开路水泥磨包括辊压机和球磨机，包括步骤：

4、s1 检测水泥颗粒流经球磨机磨头和磨尾处的特征粒径组成数据，并计算不同特征粒径在总特征粒径中的占比；

5、s2 处理和分析磨头和磨尾处检测到的特征粒径组成数据，分别得到磨头和磨尾处的代表特征粒径；

6、s3 建立磨头和磨尾处的代表特征粒径软仪表模型，代表特征粒径软仪表模型利用算法优化开路水泥磨中各个组件的操作参数，以提高代表特征粒径的占比；

7、s4 调节开路水泥磨中各个组件的操作参数至优化后的操作参数，实现与比表面积匹配的水泥研磨。

8、作为优选，所述步骤s1中，特征粒径组成数据包括多个区间范围内的特征粒径数据。

9、作为优选，所述步骤s2中，包括步骤：

10、s2.1 对磨头和磨尾处的特征粒径组成数据通过均值滤波获取综合样数据；

11、s2.2 对综合样数据与磨头和磨尾处水泥的比表面积数据进行时间轴对齐；

12、s2.3 编制灰色关联度分析算法分析综合样数据与磨头和磨尾处水泥颗粒的比表面积数据，获得综合样数据与磨头和磨尾处水泥颗粒的比表面积数据的关联关系；

13、s2.4 依据关联关系选取磨头和磨尾处的水泥颗粒的预设比表面积所关联的特征粒径作为代表特征粒径。

14、作为优选，所述磨头处的代表特征粒径为最佳平衡辊压机与球磨机做功功效的特征粒径；

15、所述磨尾处的代表特征粒径为最佳反映水泥比表面积大小的特征粒径。

16、作为优选，所述步骤s3中，包括步骤：

17、s3.1 调节组件的操作参数，检测磨头和磨尾的特征粒径组合数据；

18、s3.2 根据组件的操作参数和对应的特征粒径组合数据建立代表特征粒径与组件的操作参数的关联关系，并作为代表特征粒径软仪表模型。

19、s3.3 根据代表特征粒径的占比矫正使占比减少的所调节的操作参数，保留使占比增加的所调节的操作参数。

20、作为优选，所述步骤s3中，还包括步骤：

21、步骤s3.4 选取多个组件的操作参数，计算辊压机与球磨机做功功效，通过编制算法对辊压机与球磨机做功功效进行平衡性优化，获得辊压机与球磨机的最佳平衡时的做功功效。

22、一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制系统，对由辊压机和球磨机组成的联合粉磨的开路水泥磨系统进行控制和调整，其特征在于，

23、包括在线粒度仪检测单元，代表特征粒径选取单元，特征粒径软仪表模型单元，代表特征粒径自优化单元，开路水泥磨自动控制单元；

24、所述在线粒度仪检测单元执行步骤：

25、检测水泥颗粒流经球磨机磨头和磨尾处的特征粒径组成数据，并计算不同特征粒径在总特征粒径中的占比；

26、所述代表特征粒径选取单元执行步骤：

27、处理和分析磨头和磨尾处检测到的特征粒径组成数据，分别得到磨头和磨尾处的代表特征粒径；

28、所述特征粒径软仪表模型单元执行步骤：

29、建立磨头和磨尾处的代表特征粒径软仪表模型，代表特征粒径软仪表模型利用算法优化开路水泥磨中各个组件的操作参数，提高代表特征粒径的占比；

30、所述代表特征粒径自优化单元执行步骤：

31、对辊压机和球磨机中的组件的操作参数进行算法优化以获得辊压机与球磨机的做功功效的平衡；

32、所述开路水泥磨自动控制单元执行步骤：

33、调节开路水泥磨中各个组件的操作参数至优化后的操作参数，实现与比表面积匹配的水泥研磨。

34、作为优选，所述在线粒度仪检测单元包括两个分别检测磨头和磨尾处特征粒径组成数据的在线粒度监测仪。

35、作为优选，所述开路水泥磨系统中的组件包括循环风机、磨头风机和磨尾风机。

36、作为优选，代表特征粒径软仪表模型包括多个子模型，所述子模型为单个组件的操作参数调节特征粒径的子模型，多个所述子模型包括磨头-循环风机模型、磨头-辊压机模型、磨尾-循环风机模型和磨尾-磨尾风机模型。

37、本发明的有益效果包括：本发明对开路水泥磨在水泥生产过程中的水泥的特征粒径进行机器检测，并将系统中的组件与检测到的特征粒径进行关系关联，最后通过调节组件的操作参数实现水泥的自动化控制生产，避免了传统的水泥的比表面积的人工检测。进一步的，水泥生产中的特征粒径通过在线粒度监测仪获得，能够获得优于人工的大量和准确的水泥颗粒数据，并对大量数据进行算法分析以获得流经不同组件水泥的特征粒径的优选值。更进一步的，建立系统中组件关于水泥的特征粒径的关联模型，能够直观的调节操作参数来观测到水泥颗粒大小的影响，并且通过算法优化各个水泥特征粒径的关联模型，以获得开路水泥磨的系统中辊压机和球磨机的做功功效平衡，降低开路水泥磨系统的做功损耗。

技术特征：

1.一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，所述开路水泥磨包括辊压机和球磨机，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，其特征在于，所述步骤s1中，特征粒径组成数据包括多个区间范围内的特征粒径数据。

3.如权利要求1所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，包括步骤：

4.如权利要求3所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，其特征在于，

5.如权利要求3所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，其特征在于，所述步骤s3中，包括步骤：

6.如权利要求5所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，其特征在于，所述步骤s3中，还包括步骤：

7.一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制系统，用于执行如权利要求1~6任一项所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，对由辊压机和球磨机组成的联合粉磨的开路水泥磨系统进行控制和调整，其特征在于，

8.如权利要求7所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制系统，其特征在于，所述在线粒度仪检测单元包括两个分别检测磨头和磨尾处特征粒径组成数据的在线粒度监测仪。

9.如权利要求7所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制系统，其特征在于，所述开路水泥磨系统中的组件包括循环风机、磨头风机和磨尾风机。

10.如权利要求9所述的一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制系统，其特征在于，代表特征粒径软仪表模型包括多个子模型，所述子模型为单个组件的操作参数调节特征粒径的子模型，多个所述子模型包括磨头-循环风机模型、磨头-辊压机模型、磨尾-循环风机模型和磨尾-磨尾风机模型。

技术总结
一种基于在线粒度监测仪的开路水泥磨控制方法，所述开路水泥磨包括辊压机和球磨机，包括步骤：S1检测水泥颗粒流经球磨机磨头和磨尾处的特征粒径组成数据，并计算不同特征粒径在总特征粒径中的占比；S2处理和分析磨头和磨尾处检测到的特征粒径组成数据，分别得到磨头和磨尾处的代表特征粒径；S3建立磨头和磨尾处的代表特征粒径软仪表模型，代表特征粒径软仪表模型利用算法优化开路水泥磨中各个组件的数据指标，提高代表特征粒径的占比；S4调节开路水泥磨中各个组件的数据指标至优化后的数据指标，实现与比表面积匹配的水泥研磨。本发明用于提高水泥研磨质量和平衡辊压机和球磨机的做功功效。

技术研发人员：袁亦斌,赵华,王方伟,马纯辉,俞利涛,张昕宁,张亮亮,杜华胜,王璟琳
受保护的技术使用者：中才邦业（杭州）智能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13