基于数学建模的高阶优化过程控制系统的设计方案.pdfVIP

ISSN l67l一2900 采矿技术 第 14卷 第5期 2014年 9月 CN 43一l347／TD MiningTechnology，Vo1．14，No．5 Sep．2014 基于数学建模 的高 阶优化过程控制 系统 的设计方 案 张明明 ，李广洲 ，姚 伟 (1．长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012； 2．神华准格尔能源有限公司， 内蒙古 鄂尔多斯市 017100) 摘 要 ：针对优化包头市杨圪塄矿 区某球 团厂的煤球 团烧结产品质量指标 、降低生产能 耗 ，提高球团烧结生产过程的控制水平．通过开展过程模拟模型、物热风平衡模型和高阶 优化过程控制系统的研究，结合电气系统整体控制回路 ，对已有的过程控制系统进行高阶 优化 ．在此基础上研究球团生产优化控制系统 ．形成高阶优化过程系统控制方案。实现 了 球 团生产的基本过程控制系统的数据采集处理一链篦机干燥预热一回转窑配料焙烧一环冷 机冷却一造球一数据回馈等一系列生产状态的透明化以及最优控制。 关键词：高阶优化控制系统；数学模型；过程控制；球 团烧结 态判断．若处于稳态则进入模拟模型和平衡模型计 0 引 言 算，若处于非稳态则直接进入高阶优化系统进行分 烧结球团是一种有效的资源利用的方式。在铁 析、判断，给出操作指导和优化控制建议 。高阶优化 矿资源丰富、以煤为主要能源、环保要求高的地区． 系统功能结构如图1所示 。 该工艺的应用前景相当广泛。而且近年来资源短缺 2 数据处理系统 和环保压力对钢铁企业的生存和钢铁工业的可持续 发展提出了更加严峻的挑战，开发球 团烧结新技术 2．1 数据采集 成为必然。球 团烧结工业也因此由单纯的烧结球团 通过基本的过程控制系统检测、中控室系统的 学向复杂矿综合利用、直接还原电炉短流程及烧结 运行、数据结构及存储模式的采集整理 ，以现场服务 球团学专家系统等方面扩展。 器内数据库主要 内容为基础 ，确定 “球 团生产高阶 在可以预见的未来，我国环保要求会更加严格。 优化系统”运行所需数据的存储位置、编码、数值的 现有球团烧结流程必将受到更多限制 ．而基于最优 形式等。然后，根据现场局域网的服务协议建立各 过程控制系统的球团烧结技术，即高阶优化过程控 类参数的采集模块，完成现场局域网、中控系统及化 制系统技术可以在一定程度上优化球团烧结产品质 检站参数的实时采集。 量指标、降低生产能耗，可以相应提高球团烧结生产 2．2 数据处理 过程 的控制水平 ，是国内球 团烧结领先技术的发展 通过调研基本参数在正常生产时的上下限范 方向 围．将整理的数据与其进行对比，判断数据的合理性 和检测仪表的状态．并给予判断，对异常数据采用数 1 控制方案 字滤波方式进行预处理。 本设计的高阶优化控制系统开发的前提是该球 2．3 系统数据库 团厂已具备了基本的过程控制系统。在此基础上拓 实时数据采集后需建立 “球团生产高阶优化系 展最优过程控制系统。实现球 团生产的优化控制 。 统”数据库的基本架构。可以采用 SQLServer数据 生产数据处理子系统首先从现场 PLC、DCS和