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活性石灰生产工艺关键参数在线监测及专家系统故障诊断

陈明  
【摘要】: 活性石灰晶体颗粒小、表面积大、反应能力强,用于炼钢过程中的脱磷和脱硫,是钢铁工业中使用的重要原料之一。回转窑是生产活性石灰的主要设备。回转窑配套设备多且生产工艺复杂,其煅烧系统的各项关键参数直接影响到活性石灰的产量和质量。因此建立一套测量精确、运行稳定的在线监测及故障诊断系统意义重大。 本文首先结合石灰石的煅烧实验和生产运行相关数据分析了窑头及窑尾负压、入窑二次空气温度、窑尾气体温度和烧成带温度等关键参数对熟料活性度的影响。在此基础上明确了监测各种参数所需仪器的测量精度和测量范围,并选择合适的测量仪表进行测量。 活性石灰生产工艺关键参数在线监测系统主要由参数的采集、传送、显示及存储四个部分组成。 回转窑的窑头、窑尾负压、入窑二次空气温度、窑尾气体温度等参数,使用西门子S7-200小型PLC扩展EM231模拟量输入模块后进行数据的采集。烧成带温度则是由工控机从CCD图像采集卡获取烧成带的图像后再通过比色测温算法计算而来。 本监测系统使用工业以太网实现监测数据的传送。硬件方面,各S7-200PLC通过以太网通信模块CP 243-1接入系统局域网中,形成一个总线型的通信网络;软件方面使用OPC技术实现监测系统的数据通信。主监测程序使用C#设计OPC客户端,该客户端通过访问西门子SimaticNet软件提供的OPCXML-DA服务获取现场传感器的测量值。 监测系统界面使用C#编写,并利用Windows位图技术,生成被测参数的变化曲线。系统还使用ADO.Net技术实现被测参数在SQLite小型数据库上的数据存储功能。 本监测系统在数据监测的基础上,还扩展了专家系统故障诊断的功能。基于专家系统的故障诊断比仅依靠工人经验的判断速度更快、准确性也更高。专家系统的界面由C#编写,内核则采用专家系统领域的专用工具CLIPS来设计。C#界面和CLIPS内核之间采用第三方组件ClipsNet进行连接。 本系统采用了模块化结构,增强了监控系统的通用性和可移植性,具有良好的应用前景。


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