京唐公司擁有兩臺(tái)具有先進(jìn)水平的550平方米大型燒結(jié)機(jī)，自2008年投產(chǎn)運(yùn)行以來，煉鐵部燒結(jié)生產(chǎn)在充分利用裝備技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝操作技術(shù)，不僅達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，還取得了顯著的節(jié)能減排效果，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但隨著燒結(jié)技術(shù)的不斷進(jìn)步，原有的工藝控制系統(tǒng)也需要優(yōu)化升級(jí)。為此，京唐公司經(jīng)過充分的實(shí)地調(diào)研后，決定實(shí)施燒結(jié)機(jī)智能控制無人操作項(xiàng)目。
運(yùn)籌帷幄規(guī)劃先行
智能改造說起來容易，做起來絕非易事。燒結(jié)生產(chǎn)具有復(fù)雜性、非線性和不確定性，而做到智能控制，等于是取消人工控制，使控制系統(tǒng)形成一個(gè)完整的體系，不僅實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采樣、分析，還能自動(dòng)判斷生產(chǎn)情況，對(duì)配料、混料、燒結(jié)、冷卻、破碎、篩分等所有生產(chǎn)工序及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)整和處理，讓燒結(jié)生產(chǎn)保持和處于最佳狀態(tài)。
長(zhǎng)期以來，京唐公司十分注重環(huán)境、質(zhì)量、管理、創(chuàng)新，自創(chuàng)業(yè)以來就一直以做強(qiáng)企業(yè)為己任，始終堅(jiān)持從企業(yè)、社會(huì)、環(huán)境三個(gè)方面來把握“發(fā)展、協(xié)調(diào)、持續(xù)”的相互統(tǒng)一，為顧客創(chuàng)造價(jià)值，為員工創(chuàng)造機(jī)會(huì)，為社會(huì)分擔(dān)責(zé)任。“我們京唐公司是完全按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念設(shè)計(jì)建設(shè)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的大型鋼鐵項(xiàng)目，任何的技術(shù)改造都不能離開智能高效！”煉鐵部領(lǐng)導(dǎo)堅(jiān)定地說。就這樣，由京唐公司煉鐵部、信息計(jì)量部、制造部、設(shè)備部及首自信研究所等單位成立了共同開發(fā)燒結(jié)智能控制無人操作項(xiàng)目組。京唐公司煉鐵部高度重視，成立了以部領(lǐng)導(dǎo)牽頭，燒結(jié)作業(yè)區(qū)為主要實(shí)施單位，生產(chǎn)技術(shù)室、設(shè)備工程室等骨干成員組成的研究團(tuán)隊(duì)，同時(shí)設(shè)備部、信息計(jì)量部、制造部及首鋼自動(dòng)化研究所等單位人員積極配合。團(tuán)隊(duì)明確了項(xiàng)目目標(biāo)和責(zé)任分工，制定了詳細(xì)的工作步驟，并明確了該項(xiàng)目要充分應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能控制系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，降低燒結(jié)生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，取消生產(chǎn)過程中人工操作和人工干預(yù)，并實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)的自適應(yīng)、自診斷、自修復(fù)和遠(yuǎn)程協(xié)助等功能，促使產(chǎn)品和設(shè)備都成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端與人進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)彼此之間數(shù)據(jù)交換讓工廠自行運(yùn)轉(zhuǎn)。本著項(xiàng)目投入少、見效快的原則，燒結(jié)智能控制無人操作項(xiàng)目按實(shí)施難度由易至難、由主至輔的順序開展。其中主體控制主要是對(duì)燒結(jié)過程控制系統(tǒng)優(yōu)化與應(yīng)用，針對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中的自動(dòng)化控制存在的問題、其他單位可借鑒的控制思路，以及目前燒結(jié)技術(shù)發(fā)展中的新思路或新技術(shù)，將對(duì)燒結(jié)目前自動(dòng)化系統(tǒng)模塊完善3個(gè)、模塊提升4個(gè)、模塊創(chuàng)新3個(gè)。智能化改造一切項(xiàng)目準(zhǔn)備工作都在有條不紊地進(jìn)行著。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)精準(zhǔn)控制
2016年4月，燒結(jié)智能控制無人操作改造項(xiàng)目正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目依托燒結(jié)過程數(shù)學(xué)模型與人工智能的思想，進(jìn)行生產(chǎn)操作的控制判斷，從而減少生產(chǎn)過程中的人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)操作人員在主控室對(duì)全區(qū)設(shè)備的監(jiān)控和精準(zhǔn)控制。
項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)成員各司其職，按照分工開始實(shí)施。為了不影響生產(chǎn)，他們?cè)诒ＷC實(shí)施進(jìn)度過程中，全程協(xié)調(diào)各專業(yè)，有序配合處理各類問題，同時(shí)加強(qiáng)與崗位人員的溝通，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。按周組織召開項(xiàng)目總結(jié)會(huì)，按月召開技術(shù)交流會(huì)，與設(shè)備部、制造部、信息計(jì)量部及首鋼國(guó)際工程公司專業(yè)人員進(jìn)行深入討論分析。項(xiàng)目調(diào)試、備件安裝以及測(cè)試驗(yàn)收……所有人員通力協(xié)作，各相關(guān)部門大力支持，保證了項(xiàng)目實(shí)施期間的生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
在這次燒結(jié)智能控制無人操作項(xiàng)目實(shí)施過程中，團(tuán)隊(duì)遇到的最大難題就是如何通過自動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備最精準(zhǔn)的控制，并將實(shí)際生產(chǎn)工藝中繁多的參數(shù)與自動(dòng)程序有效融合。對(duì)此，他們對(duì)項(xiàng)目功能設(shè)計(jì)了兩個(gè)部分，第一部分是信息化平臺(tái)和三大智能控制系統(tǒng)，主要有智能過程控制系統(tǒng)、智能設(shè)備控制系統(tǒng)、智能公輔控制系統(tǒng)。第二部分是人、設(shè)備、產(chǎn)品互聯(lián)，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將工廠內(nèi)智能控制系統(tǒng)中人的要求、設(shè)備信息、產(chǎn)品信息連接在一起實(shí)現(xiàn)物理信息融合。這么多環(huán)節(jié)、這么多的點(diǎn)位都要達(dá)到協(xié)調(diào)控制，難度可想而知。團(tuán)隊(duì)成員充分發(fā)揮各自的特長(zhǎng)，他們對(duì)初步方案進(jìn)行了多次修改和完善，針對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)要處理的數(shù)據(jù)量大、工作量大的問題，大家圍繞著編程開動(dòng)腦筋，想辦法，總結(jié)近年來燒結(jié)生產(chǎn)的規(guī)律，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，還運(yùn)用了六西格瑪?shù)南冗M(jìn)方法和工具進(jìn)行分析計(jì)算、建立數(shù)學(xué)模型……功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過團(tuán)隊(duì)成員的不懈努力，在不到9個(gè)月的時(shí)間里完成了燒結(jié)智能控制無人操作系統(tǒng)的開發(fā)、安裝、調(diào)試、功能考核等工作。
經(jīng)論證，燒結(jié)智能控制無人操作項(xiàng)目的投入，取得了實(shí)實(shí)在在的效果，燒結(jié)礦質(zhì)量、能耗、過程控制穩(wěn)定率等指標(biāo)均有較大改善。燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率達(dá)到98%以上，F(xiàn)eO穩(wěn)定率達(dá)到99%以上，返礦率降低至2.78%。而且，燒結(jié)生產(chǎn)的控制參數(shù)穩(wěn)定性和燒結(jié)機(jī)機(jī)速穩(wěn)定率明顯提高。在這項(xiàng)智能控制改造中，他們還及時(shí)總結(jié)提煉了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，申報(bào)了7項(xiàng)專利技術(shù)。其中，3項(xiàng)獲授權(quán)，4項(xiàng)正在受理中。
穩(wěn)定高效可靠實(shí)用
燒結(jié)智能控制無人操作改造項(xiàng)目通過智能加水控制、均勻一致性、總料量控制、智能燒結(jié)終點(diǎn)控制、點(diǎn)火節(jié)能控制、脫硫和主抽風(fēng)機(jī)聯(lián)合控制、智能配碳、智能配料等10個(gè)功能模塊的開發(fā)，擴(kuò)大了現(xiàn)場(chǎng)控制由“自控”替代“人控”范圍，極大地減少了生產(chǎn)過程中的人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了操作人員在主控室對(duì)全廠設(shè)備監(jiān)控和控制的目標(biāo)設(shè)定。
在實(shí)際操作中，燒結(jié)智能控制無人操作項(xiàng)目依托燒結(jié)過程數(shù)學(xué)模型與人工智能的思想，進(jìn)行生產(chǎn)操作的全流程控制判斷，該項(xiàng)目自今年1月份進(jìn)入功能考核期以來，程序運(yùn)行率達(dá)到100%，不僅保證了燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定及產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，還有效降低了崗位人員勞動(dòng)強(qiáng)度。在燒結(jié)主控室里，操作人員可以隨時(shí)查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和各種數(shù)據(jù)，可對(duì)在線設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行直觀檢查。一位燒結(jié)操作工表示：“這個(gè)項(xiàng)目讓操作變得簡(jiǎn)便多了，比如風(fēng)箱的定位操作，以前現(xiàn)場(chǎng)必須有人跟著來回跑，現(xiàn)在只需在畫面上輸入一個(gè)參數(shù)，然后確認(rèn)就可以了，而且比原來還要精準(zhǔn)。”
燒結(jié)系統(tǒng)在處理各種原燃料時(shí)混勻過程非常重要，如果這些原燃料沒有得到充分的混勻，會(huì)產(chǎn)生成分偏析，使燒結(jié)過程的透氣性發(fā)生變化，不利于燒結(jié)礦的質(zhì)量穩(wěn)定，將導(dǎo)致后道工序的不穩(wěn)定。這次燒結(jié)智能控制的運(yùn)用，操作人員很直觀地就能對(duì)原料數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤觀察，密切關(guān)注數(shù)據(jù)變化，以數(shù)據(jù)為參考和支撐，對(duì)每一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定目標(biāo)值和預(yù)警值，提供了精確的“數(shù)字”指導(dǎo)，同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程工藝參數(shù)及異常數(shù)據(jù)的快速判斷和應(yīng)對(duì)，控制原燃料粒度，掌握混勻礦和焦粉之間的粒度控制等，一系列精準(zhǔn)操作使得燒結(jié)礦質(zhì)量合格率穩(wěn)定在99%以上。
燒結(jié)智能控制無人操作改造項(xiàng)目的開發(fā)運(yùn)用，提高了燒結(jié)自動(dòng)控制水平，統(tǒng)一了生產(chǎn)操作思想，達(dá)到四班均一操作，精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化操作，同時(shí)形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燒結(jié)智能控制系統(tǒng)，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。