先进控制与优化技术在水泥粉磨过程的应用
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多传感器信息融合技术
在通常情况下，经过多传感器数据融合处理后的结果能提供其它单传 感器系统所不能得到的知识，或者至少经过数据融合处理后的结果，其 精度要比单传感器系统高的很多。
生产过程的被控变量（过程的输出）有时不能直接测得，因而就难于 实现反馈控制。美国学者Brosilow于1978年提出推断控制，它利用过程 的辅助输出，如温度、压力、流量等信息，来推断不可直接测量的扰动， 基于推断估计量来确定控制输入，以改善控制品质。
I-Data Acquiring： 获取生产过程运行数据，并进行处理
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水泥粉磨过程
数据来源于美国DMC公司
1. 先进控制与优化技术
美国SimSci公司给出的常规控制、先进控制与优化控制投 资收益对比表。
控制类 年节约 投资费 型 费用 用
常规控 100万 1310万
2009中国水泥工业粉磨技术高峰论坛
Innovating for a Better Life
先进控制与优化技术 在水泥粉磨过程中的应用研究
报告人：崔栋刚
内容
1. 先进控制与优化技术 2. 水泥粉磨过程现状 3. 水泥粉磨过程先进控制与优化 4. 关于艾贝尔科技
Page 1 IBL Technology Co.,Ltd.
某一状态未知，但对控制性能较பைடு நூலகம்时，采用多传感器信息融合技术， 对未知量进行估计，反馈到控制器，以提高控制质量。
Page 12 IBL Technology Co.,Ltd.
2. 水泥粉磨过程现状
Page 13 IBL Technology Co.,Ltd.
水泥粉磨过程发展现状
1. 工艺、设备水平得到提升 2. 自动化系统大多采用DCS或PLC系统 3. 操作、管理水平得到提升 4. 以上因素为先进控制与优化技术的应用奠定了良好的基 础。
过程优化是寻求一组使评价生产过程的目标函数达到最优， 同时又满足各项生产约束要求的操作参数，即寻求生产过程 中各个装置控制系统的最优设定值，以使整个系统运行于最 优工况。
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1. 先进控制与优化技术
Page 8 IBL Technology Co.,Ltd.
过程本身的严重非线性。 过程的时变性。 过程之间存在相互耦合关系。 一些质量参数不能在线测量。 系统的安全性要求高。
Page 6 IBL Technology Co.,Ltd.
1. 先进控制与优化技术
对于现代工业过程控制而言，不仅要求在干扰作用下对重 要工艺参数（如温度、压力、流量等）的控制平稳、快速和 准确，而且要求在整个装置，甚至整个企业范围内实现过程 优化，以降低能源和原材料消耗，提高产品的产量和质量， 过程优化成为工业过程控制一个重要的研究内容。
来源于：www.apc-network.com
1. 先进控制与优化技术
I-Optimizing 优化I-Controlling中的控制器参数，优化料位、循环负荷等运行状态
I-Modeling； 建立料位软测量模型及优化控制模型
I-Controlling 对生产过程实施先进控制，控制输出控
制入磨喂料量、选粉机转速及风机挡板或转速
1. 先进控制与优化技术
Page 2 IBL Technology Co.,Ltd.
工业过程控制的研究方向
安全：如何避免事故发生，提高预防。 环保：如何降低污染物排放。 节能：如何提高运行效率，降低能源消耗。 质量：提高产品的质量。
Page 3 IBL Technology Co.,Ltd.
1. 先进控制与优化技术
多传感器信息融合就是将多源信息（包括多传感器数据及其它信息） 进行综合处理，从而得到更为准确、可靠的信息或结论，产生新的有意 义的信息，而这种新信息是任何单一传感器所无法获得的。
工业过程可以综合来自多个传感器的信息，并按照一定的规则结合为 目标特征参数的单一表示或估计，即通过融合处理的方法，把这种融合 的特性参数作为控制的反馈信号，以减少单个或全体传感器检测信息的 损失、不确定性和误差，达到更精确进行控制的目的。
制
美元 美元
先进控 300万 200万
制
美元 美元
优化控 2400万 155万
制
美元 美元
Page 10 IBL Technology Co.,Ltd.
多传感器信息融合技术
多传感器数据融合出现于20世纪70年代，近年来也称为多传感器信息 融合（Multi-sensor Information Fusion ，MSIF）。
工业过程自动化的发展经历了从常规仪表到分散控制系统 （DCS）的发展过程。进入20世纪90年代，自动化向着以计 算机网络为基础的计算机集成系统的方向发展，从系统的功 能角度看，过程工业自动化由过去的以保证平稳生产为目标 的简单控制装置发展到考虑过程非线性、时变性和耦合性等 因素的先进控制系统。
Page 4 IBL Technology Co.,Ltd.
1. 先进控制与优化技术
先进控制 (Advanced Process Control：APC)是对那些不同于常规单 回路控制，并比常规PID控制有更好控制效果的控制策略的统称。
工业生产过程通过实施先进控制，可以提高工业生产过程操作和控制 的稳定性，改善工业生产过程的动态性能，减少关键变量的运行波动幅 度，使其更接近于优化目标值，从而将工业生产过程推向更接近装置约 束边界条件下运行，最终达到增强工业生产过程的稳定性和安全性，保 证产品质量的均匀性，提高目标产品的收得率，提高生产装置的处理能 力，降低生产过程运行成本以及减少环境污染等目的。
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1. 先进控制与优化技术
在现代化的大型企业中，尽管过程控制采用了先进的DCS系统，但绝 大部分的控制回路仍采用比例、积分和微分（PID）控制。据有关资料介 绍，在工业过程控制中，85％－95％的控制回路采用PID控制，约5％－ 15％的控制回路是常规PID控制所不能奏效或控制效果不好的，必须采用 先进控制策略。常规PID控制效果不好的原因主要是过程本身存在以下特 点：
多传感器信息融合技术
在通常情况下，经过多传感器数据融合处理后的结果能提供其它单传 感器系统所不能得到的知识，或者至少经过数据融合处理后的结果，其 精度要比单传感器系统高的很多。
生产过程的被控变量（过程的输出）有时不能直接测得，因而就难于 实现反馈控制。美国学者Brosilow于1978年提出推断控制，它利用过程 的辅助输出，如温度、压力、流量等信息，来推断不可直接测量的扰动， 基于推断估计量来确定控制输入，以改善控制品质。
I-Data Acquiring： 获取生产过程运行数据，并进行处理
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水泥粉磨过程
数据来源于美国DMC公司
1. 先进控制与优化技术
美国SimSci公司给出的常规控制、先进控制与优化控制投 资收益对比表。
控制类 年节约 投资费 型 费用 用
常规控 100万 1310万
2009中国水泥工业粉磨技术高峰论坛
Innovating for a Better Life
先进控制与优化技术 在水泥粉磨过程中的应用研究
报告人：崔栋刚
内容
1. 先进控制与优化技术 2. 水泥粉磨过程现状 3. 水泥粉磨过程先进控制与优化 4. 关于艾贝尔科技
Page 1 IBL Technology Co.,Ltd.
某一状态未知，但对控制性能较பைடு நூலகம்时，采用多传感器信息融合技术， 对未知量进行估计，反馈到控制器，以提高控制质量。
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2. 水泥粉磨过程现状
Page 13 IBL Technology Co.,Ltd.
水泥粉磨过程发展现状
1. 工艺、设备水平得到提升 2. 自动化系统大多采用DCS或PLC系统 3. 操作、管理水平得到提升 4. 以上因素为先进控制与优化技术的应用奠定了良好的基 础。
过程优化是寻求一组使评价生产过程的目标函数达到最优， 同时又满足各项生产约束要求的操作参数，即寻求生产过程 中各个装置控制系统的最优设定值，以使整个系统运行于最 优工况。
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1. 先进控制与优化技术
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过程本身的严重非线性。 过程的时变性。 过程之间存在相互耦合关系。 一些质量参数不能在线测量。 系统的安全性要求高。
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1. 先进控制与优化技术
对于现代工业过程控制而言，不仅要求在干扰作用下对重 要工艺参数（如温度、压力、流量等）的控制平稳、快速和 准确，而且要求在整个装置，甚至整个企业范围内实现过程 优化，以降低能源和原材料消耗，提高产品的产量和质量， 过程优化成为工业过程控制一个重要的研究内容。
来源于：www.apc-network.com
1. 先进控制与优化技术
I-Optimizing 优化I-Controlling中的控制器参数，优化料位、循环负荷等运行状态
I-Modeling； 建立料位软测量模型及优化控制模型
I-Controlling 对生产过程实施先进控制，控制输出控
制入磨喂料量、选粉机转速及风机挡板或转速
1. 先进控制与优化技术
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工业过程控制的研究方向
安全：如何避免事故发生，提高预防。 环保：如何降低污染物排放。 节能：如何提高运行效率，降低能源消耗。 质量：提高产品的质量。
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1. 先进控制与优化技术
多传感器信息融合就是将多源信息（包括多传感器数据及其它信息） 进行综合处理，从而得到更为准确、可靠的信息或结论，产生新的有意 义的信息，而这种新信息是任何单一传感器所无法获得的。
工业过程可以综合来自多个传感器的信息，并按照一定的规则结合为 目标特征参数的单一表示或估计，即通过融合处理的方法，把这种融合 的特性参数作为控制的反馈信号，以减少单个或全体传感器检测信息的 损失、不确定性和误差，达到更精确进行控制的目的。
制
美元 美元
先进控 300万 200万
制
美元 美元
优化控 2400万 155万
制
美元 美元
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多传感器信息融合技术
多传感器数据融合出现于20世纪70年代，近年来也称为多传感器信息 融合（Multi-sensor Information Fusion ，MSIF）。
工业过程自动化的发展经历了从常规仪表到分散控制系统 （DCS）的发展过程。进入20世纪90年代，自动化向着以计 算机网络为基础的计算机集成系统的方向发展，从系统的功 能角度看，过程工业自动化由过去的以保证平稳生产为目标 的简单控制装置发展到考虑过程非线性、时变性和耦合性等 因素的先进控制系统。
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1. 先进控制与优化技术
先进控制 (Advanced Process Control：APC)是对那些不同于常规单 回路控制，并比常规PID控制有更好控制效果的控制策略的统称。
工业生产过程通过实施先进控制，可以提高工业生产过程操作和控制 的稳定性，改善工业生产过程的动态性能，减少关键变量的运行波动幅 度，使其更接近于优化目标值，从而将工业生产过程推向更接近装置约 束边界条件下运行，最终达到增强工业生产过程的稳定性和安全性，保 证产品质量的均匀性，提高目标产品的收得率，提高生产装置的处理能 力，降低生产过程运行成本以及减少环境污染等目的。
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1. 先进控制与优化技术
在现代化的大型企业中，尽管过程控制采用了先进的DCS系统，但绝 大部分的控制回路仍采用比例、积分和微分（PID）控制。据有关资料介 绍，在工业过程控制中，85％－95％的控制回路采用PID控制，约5％－ 15％的控制回路是常规PID控制所不能奏效或控制效果不好的，必须采用 先进控制策略。常规PID控制效果不好的原因主要是过程本身存在以下特 点：