針對水泥熟料生產(chǎn)裝置復(fù)雜的控制難題采用傳統(tǒng)控制方法無法實(shí)現(xiàn)或無法穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)自動控制的狀況，《卡斯特水泥生產(chǎn)裝置控制系統(tǒng)》，采用多變量預(yù)估、無模型自適應(yīng)等控制技術(shù)，針對傳統(tǒng)復(fù)雜控制難題而開發(fā)的一種新型智能控制軟件產(chǎn)品；該系統(tǒng)簡單易用卻包含了抗滯后、多變量、非線性等豐富的特殊控制功能，不僅能夠滿足水泥熟料生產(chǎn)復(fù)雜的自動控制需求，而且具有廣泛的適用性，為水泥生產(chǎn)企業(yè)向智能工廠和智慧化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變提供了強(qiáng)有力的工具。

該產(chǎn)品依據(jù)系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)思想，以尋求整個水泥生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行為核心目標(biāo)，包含了用于控制水泥熟料生產(chǎn)中的燒成（包括分解爐、篦冷機(jī)）、原料磨、煤磨和水泥磨等多個子系統(tǒng)及余熱發(fā)電子系統(tǒng)。本項(xiàng)目有效抑制了生料組分、煤質(zhì)等隨機(jī)變化因素對水泥生產(chǎn)過程的擾動，實(shí)現(xiàn)了水泥熟料生產(chǎn)裝置的均質(zhì)穩(wěn)定。從而達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗，穩(wěn)定和延長了設(shè)備使用壽命。

 系統(tǒng)構(gòu)成

卡斯特水泥生產(chǎn)裝置控制軟件是一套基于Windows運(yùn)行環(huán)境的軟件產(chǎn)品，運(yùn)行時需要安裝NI LabView RT 環(huán)境，可安裝在PC、嵌入式PC機(jī)中構(gòu)成控制站，應(yīng)用通用的通信協(xié)議和接口與循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)DCS（PLC）建立數(shù)據(jù)連接和共享。

其主要通訊連接方式有：

支持OPC Client功能基礎(chǔ)上的OPC通訊

支持主流HMI軟件的API通訊功能，連接HMI軟件的實(shí)時數(shù)據(jù)庫

支持DDE通訊

支持現(xiàn)場總線連接

ControlNet

Profibus DP

工業(yè)以太網(wǎng)

MODBUS RTU

MODBUS TCP

基本功能塊

包括六個功能模塊，構(gòu)成多入多出的整體控制系統(tǒng)，實(shí)施綜合解耦和統(tǒng)一調(diào)度，完成與循環(huán)流化床鍋爐燃燒相關(guān)的全部控制功能：

分解爐燃燒控制模塊

回轉(zhuǎn)窯燃燒控制模塊

篦冷機(jī)冷卻控制模塊

原料磨運(yùn)行控制模塊

煤粉磨運(yùn)行控制模塊

  水泥磨運(yùn)行控制模塊

控制軟件的特點(diǎn)

安裝調(diào)試周期短，系統(tǒng)維護(hù)簡單，操作方便。包含了抗滯后、多變量、非線性等豐富的特殊控制功能，可抵御水泥生產(chǎn)過程突然出現(xiàn)的大擾動，可作為無人執(zhí)守先控站與PLC/DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接，確保系統(tǒng)自動投運(yùn)率高并可長期穩(wěn)定運(yùn)行。

應(yīng)用案例1

1、某用戶在投運(yùn)控制系統(tǒng)后，平均生料喂料量從 380 t/h 增加到390 t/h，增產(chǎn)幅度達(dá)到2.5%以上。游離鈣與能耗

據(jù)《水泥評論》（International Cement Review，8/1989，P55）報導(dǎo)：游離氧化鈣每降低0.1%，每公斤熟料就要增加熱耗58.5 kJ（14 kcal），相當(dāng)于每噸熟料增加煤耗2Kg標(biāo)煤，用此種熟料磨制水泥時，水泥磨的系統(tǒng)電耗就要增加0.5%，相當(dāng)于每噸水泥增加0.2 度電耗，特別是當(dāng)游離氧化鈣低于0.5%以下時。

應(yīng)用案例2

（1）在保證熟料質(zhì)量的前提下提高了游離鈣的平均值先控系統(tǒng)運(yùn)行能夠?qū)⒂坞x鈣平均值從手動的 0.88%提高到1.00%，提升幅度為0.12%，從理化的機(jī)理上降低了能耗，對于5000 t/d 生產(chǎn)線，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤超過3600 噸，降低電耗48 萬度以上。

（2）游離鈣數(shù)值的變化區(qū)間縮小穩(wěn)定性提高游離鈣數(shù)值分布更集中在平均值的附近，從手動 0.31-4.01%減小到0.18-3.01%，標(biāo)準(zhǔn)偏差從手動0.53%縮小到0.41%；

（3）提高了游離鈣的合格率，降低廢品率由于提高了裝置整體熱工制度的均質(zhì)穩(wěn)定性，使游離鈣指標(biāo)波動幅度更小，處于合格區(qū)間的產(chǎn)品率更高，特別是大幅度減少<0.5%區(qū)間和>2.0%區(qū)間的極端廢品率，合格率從手動的78.87%提高到85.25%，大于2%的廢品率從手動的4.54%減小到2.41%，大于3%的廢品率更是從手動的1.42%減小到0.14%，而小于0.5%的廢品率從手動的13.8%減小到4.3%，總體游離鈣合格率實(shí)際提高了6.38%。穩(wěn)定和提高熟料平均強(qiáng)度，提高混合材添加量應(yīng)用先控系統(tǒng)使熟料質(zhì)量穩(wěn)定且強(qiáng)度波動范圍縮小，根據(jù)木桶原理，意味著在水泥生產(chǎn)中等量的熟料可添加更多的混合材，從而相應(yīng)增加了水泥產(chǎn)量，降低了水泥的單位能耗。

應(yīng)用案例3

某用戶生產(chǎn)425 水泥，通過應(yīng)用先控系統(tǒng)提高了熟料的平均強(qiáng)度指標(biāo)，其熟料強(qiáng)度每提高0.7MPa 便可以增加1%的混合材，相應(yīng)減少了水泥中熟料的比例。意味著等量的水泥熟料可以生產(chǎn)更多的同等質(zhì)量的水泥，即同樣的水泥熟料產(chǎn)能可以多生產(chǎn)1%的合格水泥產(chǎn)品。遵守環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，降低環(huán)保運(yùn)行成本氨水的消耗是脫硝裝置運(yùn)行成本的關(guān)鍵參數(shù)。應(yīng)用先控系統(tǒng)使脫硝裝置能夠保持對熟料生產(chǎn)線操作協(xié)調(diào)同步，避免過量加氨或加氨不足增大超標(biāo)排放，從而節(jié)約了氨水消耗，降低了脫硝成本。

應(yīng)用案例4

某用戶生產(chǎn)規(guī)模為 5900t/d，目前噸熟料的脫硝成本為4.5 元，通過先控可降低15%以上的氨水消耗量，年節(jié)約脫硝成本超過100 萬元。提高生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行水平

（1）改善裝置全流程的均質(zhì)穩(wěn)定性，系統(tǒng)工藝參數(shù)、質(zhì)量變量更平穩(wěn)，參數(shù)的波動大幅度減小，系統(tǒng)調(diào)整更靈活有效；

（2）設(shè)備運(yùn)行更均衡，能夠維持生產(chǎn)線穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)能力；

（3）各班次間操作運(yùn)行水平更均衡，生產(chǎn)運(yùn)行對人工操作的依賴性更低，降低了操作人員的操作強(qiáng)度，使其有更多精力關(guān)注生產(chǎn)工藝和設(shè)備的運(yùn)行工況；

（3）設(shè)備運(yùn)行更平穩(wěn)，消除野蠻操作的熱沖擊影響，有利于維持窯皮穩(wěn)定，減少結(jié)皮，有效延長設(shè)備的運(yùn)行周期，降低裝置維護(hù)成本；

（4）建立工藝優(yōu)化控制平臺，便于根據(jù)原、燃料和設(shè)備現(xiàn)狀尋求更優(yōu)化的生產(chǎn)配方、工藝參數(shù)等。