應(yīng)用在線(xiàn)仿真技術(shù)使水泥工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的實(shí)踐

　　一、前言

　　2002年定了十五攻關(guān)計(jì)劃引導(dǎo)項(xiàng)目數(shù)字化電廠(chǎng)，通過(guò)五年的攻關(guān)完成了數(shù)字化電廠(chǎng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，解決了：

　　（1）仿真、控制、信息三位一體平臺(tái)，和巨大容量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)

　　（2）在線(xiàn)仿真技術(shù)基本功能、 關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)

　　2006年底國(guó)家驗(yàn)收評(píng)價(jià)達(dá)世界領(lǐng)先水平，也實(shí)現(xiàn)了發(fā)每度電省4~8克煤耗的可喜結(jié)果。

　　盡管領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家們希望我們進(jìn)入流程工業(yè)，但我們并沒(méi)啟動(dòng)，我們只是在數(shù)字化電廠(chǎng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化工作上繼續(xù)努力，又實(shí)現(xiàn)了8臺(tái)600兆瓦，鞏固成果。

　　2010年初，工信部選擇了武安地區(qū)新峰水泥廠(chǎng)，在政府的鼓勵(lì)下和新峰集團(tuán)識(shí)國(guó)家之大體的精神推動(dòng)下，共同要為流程工業(yè)的節(jié)能減排干大事的精神鼓勵(lì)下，形成了共識(shí)和動(dòng)力。

　　1.2010年3月15日項(xiàng)目啟動(dòng)

　　2.2011年8月系統(tǒng)上線(xiàn)

　　3.2011年12月23日國(guó)家成果鑒定

　　4.2012年6月12日工信部組織現(xiàn)場(chǎng)推廣會(huì)

　　5.2012年8月16日專(zhuān)題研討會(huì)

　　水泥項(xiàng)目的在線(xiàn)仿真開(kāi)發(fā)存在很大難點(diǎn)。全物理、全化學(xué)過(guò)程的在線(xiàn)數(shù)學(xué)模型，要在保證質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，找出切實(shí)可行的辦法降低能耗，同時(shí)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

　　在新峰示范項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程中難點(diǎn)很多，也因此逼出很多創(chuàng)新點(diǎn)（如：應(yīng)用近70個(gè)軟測(cè)量，直接控制窯的效率、在線(xiàn)配比、在線(xiàn)能源審計(jì)、在線(xiàn)決策控制等）

　　二、關(guān)于工業(yè)節(jié)能減排

　　(一) 節(jié)能減排是我國(guó)重要的戰(zhàn)略部署

　　1. 九屆全國(guó)人大政府工作報(bào)告對(duì)節(jié)能減排提出了明確的要求：

　　貫徹落實(shí)節(jié)約資源的基本國(guó)策

　　強(qiáng)化重點(diǎn)耗能企業(yè)節(jié)能管理

　　十一五期間實(shí)現(xiàn)單位GDP能耗下降16%

　　2. 十一屆全國(guó)人大五次會(huì)議政府工作報(bào)告提出：

　　節(jié)能減排的關(guān)鍵是節(jié)約能源、提高能效、減少污染

　　要抓緊制定出臺(tái)合理控制能源消費(fèi)總量工作方案，加快理順能源價(jià)格體系

　　綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、法律和必要的行政手段，突出抓好工業(yè)、交通、建筑、公共機(jī)構(gòu)、居民生活等重點(diǎn)領(lǐng)域和千家重點(diǎn)耗能企業(yè)節(jié)能減排

　　(二) 工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展回顧

　　(三) 流程工業(yè)節(jié)能減排面臨的問(wèn)題

　　1. 政府發(fā)布了《千家企業(yè)節(jié)能行動(dòng)實(shí)施方向》，但如何用技術(shù)手段為政府提供真實(shí)可靠的能源利用狀況

　　2. 流程工業(yè)（包括水泥、鋼鐵、玻璃、焦化主要高耗能產(chǎn)業(yè)）共性存在八類(lèi)問(wèn)題

　　共性問(wèn)題1：流程工業(yè)大部分企業(yè)沒(méi)有或沒(méi)有完善的在線(xiàn)能源管控系統(tǒng)來(lái)保證節(jié)能減排的需要，實(shí)現(xiàn)科學(xué)用能，提高能源利用效率

　　共性問(wèn)題2：沒(méi)有手段和工具不斷的研究能耗現(xiàn)狀和優(yōu)化的方法，沒(méi)有辦法在線(xiàn)進(jìn)行產(chǎn)品能耗的評(píng)價(jià)和分析，對(duì)主要用能系統(tǒng)進(jìn)行能效分析和評(píng)價(jià)，對(duì)企業(yè)進(jìn)行能耗綜合分析；因此也很難實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)對(duì)標(biāo)和在線(xiàn)能源審計(jì)

　　共性問(wèn)題3：系統(tǒng)的特點(diǎn)幾乎都是多參數(shù)、多變量及來(lái)料（煤、多種類(lèi)的原材料等）多變化，質(zhì)量要求高，比如對(duì)水泥而言，主要指標(biāo)近百個(gè)，操作指標(biāo)、操作參數(shù)等關(guān)系交叉、復(fù)雜，其他工業(yè)系統(tǒng)也類(lèi)同，目前調(diào)試、試驗(yàn)的手段差

　　共性問(wèn)題4：仿真、信息、控制技術(shù)在各工業(yè)系統(tǒng)和應(yīng)用參差不齊，特別是不在同一平臺(tái)上，就很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的挖掘和全面功能實(shí)現(xiàn)

　　共性問(wèn)題5：全系統(tǒng)信息不在同一平臺(tái)上，可視化的程度差，看不到或根本看不全，很難掌握生產(chǎn)的全面情況，更談不上生產(chǎn)優(yōu)化和能效水平提高。特別是管理和生產(chǎn)信息分離，很難實(shí)現(xiàn)管控一體化

　　共性問(wèn)題6： 測(cè)量方面共性問(wèn)題，①重要參數(shù)沒(méi)有測(cè)量?jī)x器；②重量測(cè)量誤差大，影響能耗測(cè)定

　　共性問(wèn)題7：各種化驗(yàn)不能實(shí)時(shí)，影響在線(xiàn)功能的實(shí)現(xiàn)

　　共性問(wèn)題8：對(duì)重要參量的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)各有標(biāo)準(zhǔn)，很多還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，影響可比性，爭(zhēng)議多

　　三、解決問(wèn)題思想的形成

　　(一) 強(qiáng)烈需求形成解決流程工業(yè)節(jié)能減排的思想動(dòng)力

　　我國(guó)節(jié)能減排任務(wù)很重，特別是工業(yè)系統(tǒng)能耗量占全國(guó)73%以上。

　　工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能的任務(wù)是十分重要而艱難的，必須在工信部的領(lǐng)導(dǎo)下，站在解決世界共性問(wèn)題的高度，響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略部署的需要

　　以落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導(dǎo)思想，依靠科技創(chuàng)新和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、理念和管理方法研制出滿(mǎn)足工業(yè)節(jié)能需要的大型系統(tǒng)工程產(chǎn)品

　　國(guó)家發(fā)展需要掌握節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以及流程工業(yè)的節(jié)能減排面對(duì)的共性問(wèn)題

　　國(guó)家的能源戰(zhàn)略是節(jié)能優(yōu)先，而節(jié)能的核心就是系統(tǒng)節(jié)能，推動(dòng)了解決問(wèn)題思路的形成

　　(二) 選擇科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能作為解決工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能的理論依據(jù)

　　1. 全國(guó)節(jié)能減排的形勢(shì)，更換設(shè)備、關(guān)停設(shè)備系統(tǒng)以及開(kāi)發(fā)可再生能源等投資規(guī)模已形成，但工業(yè)系統(tǒng)如何挖掘、提高能源利用效率沒(méi)有廣泛投入研究和實(shí)施。目前很多領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家學(xué)者提到科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能，它是我國(guó)能源戰(zhàn)略的核心，是節(jié)能的升華。掌握科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能的基本概念、理論和方法是搞好節(jié)能工作的關(guān)鍵，需要通過(guò)理論應(yīng)用去指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的企業(yè)需求很多，節(jié)能潛力很大。

　　2. 科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能是研究如何高效、安全使用能源，針對(duì)不同的復(fù)雜系統(tǒng)尋找系統(tǒng)節(jié)能的思想方法和分析手段?？茖W(xué)用能是深入研究用能系統(tǒng)的合理配置和用能過(guò)程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律與它們的工程應(yīng)用?？茖W(xué)用能是從整個(gè)系統(tǒng)的角度來(lái)研究如何用好能，同時(shí)，要對(duì)用能的全過(guò)程和各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行在線(xiàn)的分析，綜合得出結(jié)論并應(yīng)用于工程實(shí)踐中。

　　3. 解決流程工業(yè)面對(duì)的節(jié)能問(wèn)題，選擇了科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能作為實(shí)現(xiàn)節(jié)能的理論依據(jù)，并與采用先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)路線(xiàn)相結(jié)合。由于仿真技術(shù)是解決系統(tǒng)問(wèn)題的重要技術(shù)手段，在線(xiàn)仿真就是解決運(yùn)行設(shè)備在線(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的重要工具。

　　(三) 選擇在線(xiàn)仿真技術(shù)作為解決水泥工業(yè)節(jié)能問(wèn)題的核心技術(shù)

　　1. 應(yīng)用高精度、全物理過(guò)程的數(shù)學(xué)模型形成了數(shù)字化了的水泥廠(chǎng)作為系統(tǒng)節(jié)能減排的試驗(yàn)床

　　2. 進(jìn)行了仿真、控制、信息、通訊四位一體平臺(tái)等相關(guān)的技術(shù)的開(kāi)發(fā)

　　3. 以多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)配合，形成以仿真技術(shù)為核心的水泥工業(yè)節(jié)能減排整體解決方案

　　四、水泥工業(yè)節(jié)能減排全范圍數(shù)字化管控技術(shù)研發(fā)的目標(biāo)與任務(wù)

　　(一) 水泥工業(yè)現(xiàn)狀

　　1. 行業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、產(chǎn)能提高等方面有了快速進(jìn)步和科技創(chuàng)新，形成水泥大國(guó)，也有大量總結(jié)，比如：

　　《水泥新型干法生產(chǎn)精細(xì)操作與管理》（謝平克老師），十分精辟總結(jié)了運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)

　　《水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)節(jié)能增產(chǎn)技術(shù)百例》（喬彬老師）， 反應(yīng)出行業(yè)為節(jié)能減排做出的努力

　　《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》一書(shū)中，陳全德老師指出："新型干法水泥技術(shù)，涵蓋了許多豐富的理論和科研成果，指導(dǎo)水泥工業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)等工作不斷完善、優(yōu)化和提升?！淙唬⑶抑渌匀?，方可切實(shí)做好各項(xiàng)工作"

　　2. 從為實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)的科學(xué)用能和系統(tǒng)節(jié)能的角度看，還存在一些具體現(xiàn)象和問(wèn)題

　　仿真、信息、控制技術(shù)在各個(gè)水泥廠(chǎng)應(yīng)用的情況參差不齊，特別是都不在同一平臺(tái)上

　　多參數(shù)、多變量及來(lái)料（煤、多種類(lèi)的原材料、工業(yè)垃圾等）多變化、質(zhì)量要求高，主要指標(biāo)100多個(gè)

　　操作指標(biāo)、操作參數(shù)等關(guān)系交叉、復(fù)雜

　　目前調(diào)試、試驗(yàn)的手段差

　　信息不在一個(gè)平臺(tái)，可觀(guān)察到信息量很少，力量不足，看不到或根本就看不全，很難掌握生產(chǎn)的全面情況

　　測(cè)量量少，個(gè)別偏差大，設(shè)備運(yùn)行的病態(tài)時(shí)常出現(xiàn)

　　管理和生產(chǎn)信息分離，很難實(shí)現(xiàn)管控一體化

　　各種化驗(yàn)不能實(shí)時(shí)，影響在線(xiàn)功能的實(shí)現(xiàn)

　　計(jì)算、統(tǒng)計(jì)各有標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)議多

　　(二) 研發(fā)的目標(biāo)

　　鑒于以上狀態(tài)，為了實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)，形成項(xiàng)目研發(fā)思想指導(dǎo)下的目標(biāo)：

　　1. 用數(shù)字化實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)信息共享：大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、充足容量和速度的網(wǎng)絡(luò)、大容量歷史數(shù)據(jù)庫(kù)

　　2. 實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)診斷、在線(xiàn)分析和控制、在線(xiàn)對(duì)標(biāo)、在線(xiàn)能源審計(jì)

　　3. 實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的信息化、科學(xué)理念、方法和管理融合

　　4. "科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能"的工具

　　5. 尋求節(jié)能最好的效果，力爭(zhēng)能耗達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平

　　(三) 研發(fā)措施與功能

　　1. 行綜合應(yīng)用仿真、控制、信息、通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。比如：MOD中的統(tǒng)一門(mén)戶(hù)系統(tǒng)等

　　2. 提高可視化程度。比如：化驗(yàn)的結(jié)果全廠(chǎng)共享，窯內(nèi)的熱效率、溫度示意圖，在線(xiàn)對(duì)標(biāo)結(jié)果等

　　3. 基于在線(xiàn)仿真技術(shù)支撐各項(xiàng)在線(xiàn)功能的實(shí)現(xiàn)，形成節(jié)能技術(shù)研究、驗(yàn)證的試驗(yàn)床

　　4. 大量采用軟測(cè)量技術(shù)，補(bǔ)充信號(hào)少、測(cè)不到、不能實(shí)時(shí)等各種問(wèn)題

　　5. 采用在線(xiàn)決策控制，實(shí)現(xiàn)三磨一窯的智能化控制，維持在線(xiàn)尋優(yōu)下運(yùn)行

　　(四) 研發(fā)技術(shù)路線(xiàn)小結(jié)

　　(五) 研發(fā)功能的結(jié)構(gòu)圖

　　在線(xiàn)仿真系統(tǒng)的建立反映水泥廠(chǎng)運(yùn)行機(jī)理的全范圍、全物理過(guò)程、高精度仿真動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，其中數(shù)學(xué)模型遵循現(xiàn)代化學(xué)工程及"三傳一反"（傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳遞及化學(xué)反應(yīng)）工程原理，特征參數(shù)能夠正確揭示設(shè)備中系統(tǒng)或設(shè)備的內(nèi)在機(jī)理

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)--數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)為1,300,000多個(gè)

　　歷史數(shù)據(jù)庫(kù)--數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)為130,000多個(gè)

　　數(shù)學(xué)模型--程序行數(shù)總計(jì)為234,800多行

　　軟測(cè)量--點(diǎn)個(gè)數(shù)為70個(gè)

　　五、在線(xiàn)仿真技術(shù)簡(jiǎn)述

　　(一) 仿真技術(shù)是重要的戰(zhàn)略技術(shù)

　　真正發(fā)揮仿真技術(shù)是重要戰(zhàn)略技術(shù)的作用，因?yàn)榉抡婕夹g(shù)提供了一個(gè)在可控條件下對(duì)客觀(guān)對(duì)象進(jìn)行模擬的虛擬實(shí)驗(yàn)室，具有經(jīng)濟(jì)、安全、可重復(fù)和不受氣候、場(chǎng)地、時(shí)間限制的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是繼理論研究和實(shí)驗(yàn)研究之后的第三種認(rèn)識(shí)世界和改造世界的重要手段。

　　仿真技術(shù)是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀(guān)的重要手段

　　仿真技術(shù)是實(shí)現(xiàn)有效社會(huì)管理的支撐技術(shù)

　　仿真技術(shù)在水泥工業(yè)發(fā)展、提升的應(yīng)用：

　　1. 提升系統(tǒng)操作、運(yùn)行水平--培訓(xùn)仿真機(jī)

　　2. 支撐設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究--設(shè)計(jì)研究仿真系統(tǒng)

　　3. 支撐設(shè)備制造研究--設(shè)備研究仿真機(jī)

　　4. 支撐科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排--基于在線(xiàn)仿真的水泥工業(yè)數(shù)字化管控系統(tǒng)

　　(二) 在線(xiàn)仿真技術(shù)的概念

　　在線(xiàn)仿真是指根據(jù)運(yùn)行設(shè)備、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和特性參數(shù)建立全物理過(guò)程的精細(xì)數(shù)學(xué)模型并建立了在線(xiàn)仿真系統(tǒng)，再通過(guò)真實(shí)運(yùn)行系統(tǒng)DCS、輔機(jī)和需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入模型，從而使仿真系統(tǒng)直接取得現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)和操作動(dòng)作，實(shí)時(shí)地對(duì)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行仿真計(jì)算并跟蹤生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)際運(yùn)行。

　　(三) 在線(xiàn)仿真技術(shù)的主要功能

　　數(shù)據(jù)采集分析

　　運(yùn)行狀態(tài)初始化

　　在線(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)行

　　在線(xiàn)經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

　　異常事件預(yù)測(cè)

　　節(jié)能減排實(shí)驗(yàn)床

　　在線(xiàn)信息顯示

　　全物理過(guò)程的仿真

　　特征參數(shù)的在線(xiàn)計(jì)算

　　控制系統(tǒng)研究

　　自學(xué)習(xí)功能

　　DCS系統(tǒng)組態(tài)轉(zhuǎn)換

　　在線(xiàn)仿真控制站控制

　　(四) 在線(xiàn)仿真技術(shù)的幾個(gè)要點(diǎn)

　　在線(xiàn)仿真系統(tǒng)介入生產(chǎn)第一線(xiàn)為節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)，不是簡(jiǎn)單的信息組合，是揭示能效如何高效利用的虛擬實(shí)驗(yàn)室，是信息技術(shù)在工業(yè)系統(tǒng)的革命性變化，要點(diǎn)如下：

　　1.建立全范圍、全物理過(guò)程的精細(xì)數(shù)學(xué)模型

　　2.建立初始化條件

　　3.高精度跟蹤機(jī)組運(yùn)行

　　4.機(jī)組運(yùn)行中在線(xiàn)仿真模型可操作

　　5.能實(shí)現(xiàn)不同速度運(yùn)行，快速運(yùn)行（預(yù)警預(yù)報(bào)）

　　6.多套在線(xiàn)模型在運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)特性分析、軟測(cè)量和特殊需求

　　7.所用的數(shù)據(jù)是真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，不僅僅是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

　　8.是實(shí)現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)

　　(五) 在線(xiàn)仿真與離線(xiàn)仿真的關(guān)系及區(qū)別

　　六、如何應(yīng)用在線(xiàn)仿真技術(shù)解決節(jié)能減排

　　(一)基于在線(xiàn)仿真的節(jié)能減排系統(tǒng)要達(dá)到的主要目標(biāo)、主要措施與功能

　　1. 主要目標(biāo)：

　　用數(shù)字化實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)的信息共享（大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，充足容量和速度的網(wǎng)絡(luò)，大容量歷史數(shù)據(jù)庫(kù)）

　　建立高精度、全物理過(guò)程的數(shù)學(xué)模型

　　實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)狀態(tài)下用能狀態(tài)診斷，分析在線(xiàn)對(duì)標(biāo)、在線(xiàn)能源審計(jì)、在線(xiàn)控制

　　能實(shí)現(xiàn)科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能的研究工具，尋求節(jié)能最佳的效果

　　能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化與管理優(yōu)化的結(jié)合

　　2. 主要措施與功能：

　　綜合應(yīng)用仿真、控制、信息、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

　　提高可視化程度（如：化驗(yàn)結(jié)果、生料配比全廠(chǎng)共享，窯內(nèi)熱效率、磨煤機(jī)出力等軟測(cè)量信號(hào)可以作為監(jiān)控主信號(hào)等）

　　基于在線(xiàn)仿真技術(shù)支撐各項(xiàng)在線(xiàn)功能的實(shí)現(xiàn)，形成節(jié)能技術(shù)研究、驗(yàn)證的試驗(yàn)床

　　大量采用軟測(cè)量技術(shù)，補(bǔ)充信號(hào)少、測(cè)不到、不能實(shí)時(shí)等各類(lèi)問(wèn)題

　　采用在線(xiàn)決策控制系統(tǒng)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能化控制，維持在線(xiàn)尋優(yōu)下運(yùn)行

　　(二)  基于在線(xiàn)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，需要相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)和高新技術(shù)綜合應(yīng)用

　　1. 關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)

　　四位一體的支撐平臺(tái)（仿真、控制、信息和通訊），支撐整個(gè)系統(tǒng)：設(shè)計(jì)、分調(diào)、聯(lián)調(diào)、安裝、運(yùn)行、維修

　　大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)

　　一系列工具軟件和符合不同行業(yè)的算法

　　2. 相關(guān)的技術(shù)開(kāi)發(fā)

　　研發(fā)在線(xiàn)決策控制理論與技術(shù)

　　研發(fā)軟測(cè)量技術(shù)

　　研發(fā)實(shí)時(shí)質(zhì)量分析技術(shù)

　　大量的分析工具和信息管理技術(shù)

應(yīng)用在線(xiàn)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排任務(wù)中在線(xiàn)仿真的地位

　　在線(xiàn)仿真技術(shù)在水泥工業(yè)節(jié)能減排中的重要作用

 

　　在水泥數(shù)字化項(xiàng)目中，在線(xiàn)仿真系統(tǒng)涉及的主要內(nèi)容有：

　　應(yīng)用仿真技術(shù)建立了全范圍數(shù)學(xué)模型

　　采用初始化等技術(shù)支持?jǐn)?shù)學(xué)模型運(yùn)行，形成追蹤、快退、試驗(yàn)、離線(xiàn)分析、軟測(cè)量等五種運(yùn)行方式

　　模型精度采用重要參數(shù)工業(yè)測(cè)量標(biāo)定

　　基于在線(xiàn)仿真系統(tǒng)形成77項(xiàng)功能

　　數(shù)學(xué)模型的程序行總行數(shù)為235,000多行

　　支撐在線(xiàn)仿真運(yùn)行及實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)點(diǎn)為1,300,000多個(gè)，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)為130,000多個(gè)

　　七、在線(xiàn)仿真技術(shù)在水泥工業(yè)系統(tǒng)的節(jié)能減排作用

　　(一) 科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能需要研究的內(nèi)容

　　1.研究系統(tǒng)節(jié)能的方向和途徑

　　2.生產(chǎn)工序之間的協(xié)調(diào)配合

　　3.研究平行作業(yè)的各設(shè)備的負(fù)荷分配和優(yōu)化運(yùn)行

　　4.研究系統(tǒng)的能源效率和尋找最優(yōu)煤耗

　　5.生產(chǎn)過(guò)程的操作指標(biāo)、工藝參數(shù)及各參數(shù)之間的關(guān)系

　　6.生產(chǎn)優(yōu)化與控制參數(shù)的配合

　　7.物料配比與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系

　　8.企業(yè)能耗、利潤(rùn)、成本等多目標(biāo)間的相互關(guān)系，制定年度、季度生產(chǎn)計(jì)劃

　　9.企業(yè)的物質(zhì)流、能量流的分析及其對(duì)總能耗的影響

　　10.研究能源管控中心得供需優(yōu)化、決策

　　11. 研究智能控制方案的參數(shù)驗(yàn)證

　　12.自動(dòng)維持最優(yōu)參數(shù)和維持優(yōu)化的智能控制

　　應(yīng)用在線(xiàn)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)線(xiàn)節(jié)能減排的范圍

　　水泥工業(yè)節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)：

　　1. 穩(wěn)：系統(tǒng)穩(wěn)定、高負(fù)荷運(yùn)行效果將會(huì)更好

　　2. 優(yōu)化參數(shù)配合：針對(duì)多變量的系統(tǒng)必須在線(xiàn)不斷優(yōu)化

　　3. 在線(xiàn)進(jìn)行診斷、分析、審計(jì)、對(duì)標(biāo)：隨時(shí)進(jìn)行校正

　　4. 斤斤計(jì)較：系統(tǒng)節(jié)能潛力大，要有斤斤計(jì)較精神，才能不斷提升能耗水平

　　5. 安全：更加注意維護(hù)設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行安全，進(jìn)而降低能耗成本

　　(二) 解決水泥工業(yè)節(jié)能減排問(wèn)題的有力工具

　　1.系統(tǒng)節(jié)能需要研究的內(nèi)容很多，現(xiàn)場(chǎng)也不可能反復(fù)試驗(yàn)，因此在線(xiàn)仿真系統(tǒng)就是必需的、不可缺少的研究系統(tǒng)節(jié)能的試驗(yàn)床

　　2.在線(xiàn)仿真系統(tǒng)精細(xì)的數(shù)學(xué)模型支撐了大量軟測(cè)量功能之實(shí)現(xiàn)，其軟測(cè)量和模型運(yùn)行的中間變量支撐了在線(xiàn)分析、在線(xiàn)對(duì)標(biāo)和在線(xiàn)能源審計(jì)等功能

　　3.在線(xiàn)仿真技術(shù)支撐了測(cè)量信號(hào)誤差糾正

　　4.借助模型快速計(jì)算，變換已知條件計(jì)算預(yù)測(cè)參數(shù)的變化

　　5.通過(guò)精細(xì)的數(shù)學(xué)模型研究設(shè)備特性研究和掌握關(guān)鍵技術(shù)

　　6.研究控制方案、控制參數(shù)和在線(xiàn)決策控制的理論與技術(shù)，以使控制系統(tǒng)能維護(hù)能耗最低

　　7.在線(xiàn)仿真系統(tǒng)提供了管理人員和運(yùn)行人員實(shí)現(xiàn)節(jié)能的能力和水平，不斷挖掘節(jié)能潛力

　　8.如何充分應(yīng)用全范圍、全物理過(guò)程的在線(xiàn)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)節(jié)能減排：

　　(1)數(shù)據(jù)核對(duì)：利用測(cè)試單位的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)定在線(xiàn)仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和校核DCS的數(shù)據(jù)（檢查現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量）

　　(2)檢查在線(xiàn)仿真系統(tǒng)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)的精度，校對(duì)關(guān)鍵參數(shù)和軟測(cè)量值

　　(3)建立在線(xiàn)仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)工況對(duì)現(xiàn)場(chǎng)能效進(jìn)行診斷、優(yōu)化、研制（可進(jìn)行幾十次實(shí)驗(yàn)）

　　(4)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證系統(tǒng)優(yōu)化的結(jié)果，在實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行并監(jiān)測(cè)能效變化，節(jié)能減排的效果，不斷挖潛

　　(5)控制和維持優(yōu)化運(yùn)行，各種在線(xiàn)分析結(jié)果，指導(dǎo)運(yùn)行

　　(6)反復(fù)優(yōu)化，不斷提升節(jié)能減排的效果

　　(7)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果與仿真系統(tǒng)操作結(jié)果比對(duì)

　　(8)設(shè)定目標(biāo)尋找方案，提高節(jié)能水平

　　八、工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是工業(yè)系統(tǒng)重大變革

工業(yè)信息化過(guò)程中應(yīng)用的發(fā)展

 

　　九、通過(guò)實(shí)踐得到幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

　?。ㄒ唬?shí)現(xiàn)節(jié)能減排，領(lǐng)導(dǎo)是關(guān)鍵、技術(shù)是助力：

　　節(jié)能減排工作是涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等系統(tǒng)工程 。

　　（二）實(shí)施工業(yè)化與信息化兩化融合，可有效推動(dòng)節(jié)能減排的實(shí)施：

　　依靠科技創(chuàng)新和科技進(jìn)步推動(dòng)流程工業(yè)節(jié)能減排，有利于生產(chǎn)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)、科技人員、操作人員的技術(shù)水平和管理水平的提高。

　?。ㄈ?shí)施科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能是核心：

　　多方面的研究和工程實(shí)施可加強(qiáng)培養(yǎng)懂工藝和了解仿真技術(shù)的人才，加強(qiáng)交叉培訓(xùn)，加快建模技術(shù)提升。

　　（四）加強(qiáng)驗(yàn)證隊(duì)伍的建設(shè)，有利于節(jié)能減排的實(shí)施：

　　全國(guó)實(shí)施水泥工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是要加強(qiáng)節(jié)能效果測(cè)試。因?yàn)?，無(wú)論是能耗審核，還是在線(xiàn)仿真的驗(yàn)證等都帶來(lái)工作量。加快驗(yàn)證隊(duì)伍建設(shè)是必要的、是急需的。

　?。ㄎ澹┘訌?qiáng)測(cè)量技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)很重要：

　　有利于在線(xiàn)計(jì)量分析，特別對(duì)計(jì)算方法、修正方法、比較方法等共性問(wèn)題，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化措施。

　?。?政府重視、金融機(jī)構(gòu)、實(shí)施單位、技術(shù)單位需要緊密結(jié)合：

　　政府持續(xù)重視以實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能減排，實(shí)施單位的意愿和資金配套是重要環(huán)節(jié)，應(yīng)立即開(kāi)始進(jìn)行各種交流，推進(jìn)各有關(guān)單位相結(jié)合。