佛山西门子PLC CPU314C-2DP维修

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　广东亚仿科技股份有限公司的数字化钢球磨煤机控制系统通过在线仿真技术建立磨机的在线实时数学模型，进行多变量、宽范围的实时计算，始终保持磨煤机的动、静态平衡。以基于在线仿真为基础的在线决策控制技术对喷煤系统实现科学调度、合理分配能源介质、优化控制，从而达到节能降耗、取得明显的经济效益的目的。

2  应用系统概述

　　一炼铁厂喷煤车间有两台中储式钢球磨和一台中速磨，两台中储式钢球磨设计出力14吨，中速磨出力45吨，目前运行方式以中速磨运行为主，两台钢球磨为辅。项目在3#钢球磨进行仿真优化的改造工作，3#钢球磨型号290/410，钢球直径60mm，设计出力14吨。

　　热风门操作器为电动式调节器，通过按钮控制电机正反转，开度反馈4~20ma；排粉机风门和回风门操作器为电子式调节器，4~20ma控制现场执行机构，开度反馈4~20ma；给煤机为振动给煤机，通过变频器进行控制，振动强度反馈0~10v。

　　干燥剂为经过烟气炉加热的烟气，温度在315度左右。当磨出口温度超温时，运行人员通过调整烟气炉的燃烧来控制烟气的温度和流量，对三台磨的运行都有影响，如图1。

                                             图1 钢球磨煤机制粉系统工艺流程图

                                                                 图2 控制基本原理图

3  dms2800系统

　　dms2800是仿真、控制、信息技术的结合，将磨煤机自动控制在工况点。dms2800系统在仿真控制平台的支撑软件支持下，实现在线仿真和在线决策控制，以达到适应各种工况的自动寻优和适应运行工况变化的控制方案在线决策，使系统达到自动稳定运行和节能的目的。

　　为了提高济钢第一炼铁厂喷煤车间中储式钢球磨煤机制粉系统的自动化控制水平和经济效益，应用dms2800数字化钢球磨制粉控制系统。此系统在我国很多发电项目中已成功应用，但在钢铁行业中是首次应用。

　　如图2，dms2800系统采用在线决策控制，通过调节热风门、排粉机风门、回风门和给煤，将磨入口负压、出口温度、存煤量/差压稳定在规程允许的范围之内，利用自学习自寻优，修正参数设定值和输出指令，达到在各种工况下保持较大出力的目的。这是一个运行于高性能pc机上、以windows2000pro为操作系统、具备核电级安全性能的仿真与控制同平台系统，是亚仿多年大投入的结果，正是由于af2000的仿真与控制同平台技术，制粉系统及类似制粉系统的Zui优运行问题才有了完善解决的可能。

　　af2000内运行着一个实时数据库，在该实时数据库内完全实现了仿真与控制数据的共享。系统运行中，由af2000对仿真运算、控制算法、寻优等各种任务进行统一调度。只有实现了统一调度，实时控制和寻优才能得到在线仿真的支持，这是其它平台目前所无法实现的。

　　3.2 在线决策控制

　　在线决策控制包括对控制方案的在线决策、控制参数的在线决策：

　　(1)控制方案在线决策：传统的控制方法难以解决被控对象动态特性差异较大的系统。对于特性差异较大的被控对象，只改变控制参数不能达到满意的控制效果，在线决策控制不只改变控制系统的参数，通过在线决策实时改变控制方案，从根本上解决问题。

　　(2)控制参数的在线决策：在线决策控制通过改变控制器的参数来提高系统的性能，增强控制系统的适应能力。在线决策控制能够对控制器进行在线整定，得到一组满意的参数，并且通过实时修改控制器参数来对系统进行优化。

　　(3)在线仿真解决难以测量的信号：在制粉系统的控制中，在线仿真主要用于解决部分信号难以测量的问题，增强系统的预测能力。

　　3.3 基于在线仿真的自寻优

　　自寻优贯穿于该系统的整个运行过程，在实现步骤上由两个阶段组成：基于历史的自寻优和基于在线仿真的自寻优，前一阶段是后一阶段的基础和准备。

　　目前的制粉控制系统只是维持一些固定的设定值，而非维持在值上，有两个主要原因造成传统的寻优方法对制粉系统无效。第一，由于各参数之间耦合强烈，改变设定值时系统制粉单耗的变化方向有可能是错误的，导致对Zui优工况的误判；第二：频繁地寻优会使制粉系统长期处于不稳定状态，也许能经常找到存煤量，不稳定运行所造成的制粉单耗的上升将部分抵消甚至超过由此带来的收益。

　　dms2800系统投运后进入寻优的第一阶段，在这个阶段内，除了适时地向控制回路推荐一些设定值外，更重要的任务是为在线建模准备原始数据。跟踪时变系统模型是在线寻优计算的核心和在线寻优得以实现的前提，这是dm2800优于其它制粉自控系统的另一个特点。当收集的数据足以建立一个初步可用的模型时，dm2800就自动进入智能化程度更高的第二阶段寻优。

　　进入第二阶段后，在主机内就会同步地运行一个制粉系统模型，该模型准确地模拟了从所有采集量到制粉单耗之间的映射函数，对一个经过判断有可能维持一段时间的外部条件组，及时搜索出该外部条件下以单耗Zui小为目标的三个被控量的组合，提供给控制回路作为未来一段时间内的设定值。外部条件由这样的参数组成：它本身比较稳定(相对于其它过程量的变化速度而言)，当它变化时将使制粉系统的工况随之发生可观察的改变，而制粉系统受到来自其它因数的扰动时(如调整档板)却不会改变。这种结构既能使制粉系统经常运行在当时条件下的Zui优工况内，又能将这样的工况维持一段较长的时间。

4  系统结构设计

　　在本系统中，控制系统实质是一个网络系统，传感器单元和执行器单元是网络上的一个节点，传统的调节器不复存在，它的功能以软件形式分散到监控计算机中或i/o中。整个系统分为两部分：基础自动化(plc)系统和数字化钢球磨煤机制粉系统(dms2800)。

　　4.1 数字化钢球磨煤机制粉系统(dms2800)

　　数字化钢球磨煤机制粉系统(dms2800)由两级网络组成：现场级和监控级。

　　现场级采用工业现场总线技术，将所需常规模拟信号通过i/o设备转换为数字信号，接入现场级网络。当监控计算机由于某种原因意外死机，i/o可保持死机前的调节状态，发出报警，提示操作人员处理，降低了由于监控计算机故障而引发的危险性。

　　监控级设置一台计算机：监控站，它通过现场总线网卡与现场级的控制设备通讯。监控站的作用是后台运行控制软件包，使制粉系统运行在工况，前台显示画面供运行人员监视。