一种烧结砖隧道窑焙烧过程智能优化控制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及工业自动控制、仪器仪表、电气设备和材料科学等技术领域，具体地， 设及一种烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制方法和装置。
【背景技术】
[0002] 烧结多孔砖是新型墙体材料构成中的主导产品，当前，我国已有部分企业采用相 对先进的隧道害制砖生产工艺。尽管如此，采用烧结砖隧道害烧制产品时，特别是内燃式 制砖，目前多数企业仍然停留在凭经验控制害炉的粗放型生产管理阶段，看火工的技术水 平和责任屯、很大程度上决定了隧道害的产量、能耗和产品合格率。
[0003] 实际生产现状表明，一些企业的产品合格率低，时常出现成品生烧或过烧现象，产 品性能和产量不稳定，赔烧热耗高、尾气污染严重。究其原因，一方面是对原料的烧结性能 不了解，生巧热值波动大；另一方面是没有建立科学的隧道害烧成制度和压力制度，不能根 据实际工况的变化及时调整烧成带的目标溫度和生巧在害内般烧时间，致使害内的热工参 数控制不稳定。而要实现害内溫度、压力和烧结时间进行精确控制的前提是需要对其进行 监测，仅凭肉眼的判断往往会带来很大的误差，尤其是对溫度低于80(TC的溫度段是难W判 别的。
[0004] 当前烧结砖隧道害因赔烧过程控制技术还比较落后，造成煤耗高、产品质量和产 量低的现状，难W发挥隧道害先进工艺的效率。而且成品砖的强度、吸水率、抗冻性、合格率 等技术指标主要由原材料、隧道害内溫度、压力、赔烧时长等因素决定，把隧道害溫度控制 在要求的范围内是实现赔烧的关键，若溫度偏低，造成生烧、塌巧等现象；反之溫度偏高时， 又使砖巧过烧，不仅浪费燃料，增加环境污染，还使得产品合格率下降。目前各烧结砖隧道 害的控制基本上还是采用人工操作，不能实现生产过程的稳定和优化控制，难W保证成品 的合格率，节能降耗也无从谈起。 阳0化]在国内，目前与烧结砖隧道害相关的专利有：88107323. 7--种隧道害害底均压 技术，200710168646. 0-富氧及纯氧燃烧隧道害，200620113441. 3隧道式害炉平衡溫差装 置等，基本属于害炉炉体结构等相关的技术范畴，尚没有烧结砖隧道害赔烧过程自动控制 相关的专利。近年少数企业引进或开发了烧结砖隧道害自动控制设备，如利马高科（成 都）有限公司开发的LM-Z隧道害砖瓦赔烧自动控制系统；广东佛山市某企业从德国化ed Hammer公司引进了一条TW120/300/75型隧道害，该害采用W微机为基础的小型分布式控 制系统值CS，DistributedControlSystem),实现了害炉生产过程集中操作和分散控制。 上述产品的研究重点放在害炉的溫度、压力、运行状态的自动检测、显示、记录等功能，国内 也尚无烧结砖隧道害赔烧过程优化控制系统的研究报道。
[0006] 因此，设计一种先进的烧结砖隧道害赔烧过程集散控制系统值C巧和优化控制方 法，实现对隧道害赔烧过程工艺参数的自动检测、存储和控制，并能够根据生产条件的变 化，自动给出最优烧成溫度曲线，对提高成品砖产量和质量，降低能耗和环境污染具有重要 意义。
[0007] 申请人在实现本发明的技术方案的过程中，发现现有技术存在W下缺陷：
[0008] 目前采用内燃式隧道害制砖工艺的砖瓦企业，绝大多数还未能实现对害内溫度、 压力、运行状态的实时监测，还停留在看火工通过观火孔肉眼观察火焰的颜色，判断是否需 要外投煤，进而控制害内溫度的人工操作模式。即使个别企业安装了烧结砖隧道害自动控 制设备，也只是实现了对害炉的溫度、压力、运行状态的自动检测、显示、记录等功能。
[0009] 还没有利用自动控制系统记录的数据对害体的运行特性进行深入分析，找出砖巧 热值、环境溫度、湿度、害内压力、害内预热带溫度、烧成带溫度和冷却带溫度、烧成时长等 与产品质量（砖的强度、吸水率、抗冻性、合格率）之间的内在关系，控制系统未能自动根据 生产条件的变化，自动调整害内的溫度场，使得生产效率低，产品质量良莽不齐，产率不稳 定，生产能耗高、浪费资源，给环境带来不良影响。
【发明内容】
[0010] 为了解决现有技术中隧道害生产效率低，产品质量良莽不齐，产率不稳定，生产能 耗高，污染重等问题，本发明提出了 一种烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制方法和装置。
[0011] 本发明的烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制方法，包括： 阳01引步骤A:基于遗传算法GA训练极限学习机ELM，构建输入为隧道害离在线数据，输 出为烧结砖的品质的烧结砖隧道害赔烧智能预测模型。
[001引步骤B:根据烧结砖隧道害生产过程运行经验总结初始案例，建立包含多组优良 烧结砖成品的历史赔烧案例的优化案例库。
[0014] 步骤C:采用案例推理方法计算出与当前工况相似度最高的历史赔烧案例，得出 当前工况下隧道害各带的最优溫度值；
[0015] 步骤D:根据所述智能预测模型和所述当前工况下隧道害各带的最优溫度值，计 算相应的变频器频率，并根据计算结果调整当前工况下的变频器频率。
[0016] 本发明的烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制方法，将大大推进砖瓦生产企业的 节能降耗工作，稳定烧结砖质量，生产效率和产率，降低污染。通过优化控制方法，降低了烧 结砖的能源消耗；利用组态监控界面，实现了隧道害工况的实时监测；通过构建智能预测 模型，W及建立起优化案例库模型，从而得到最优的输出频率参数，保证了烧结砖生产的质 量，生产效率与产率。
[0017] 本发明的烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制装置，包括：
[0018] 模型构建模块，用于基于遗传算法GA训练极限学习机ELM，构建输入为隧道害离 在线数据，输出为烧结砖的品质的烧结砖隧道害赔烧智能预测模型。
[0019] 案例库建立模块，用于根据烧结砖隧道害生产过程运行经验总结初始案例，建立 包含多组优良烧结砖成品的历史赔烧案例的优化案例库。
[0020] 最优值计算模块，用于采用案例推理方法计算出与当前工况相似度最高的历史赔 烧案例，得出当前工况下隧道害各带的最优溫度值；
[0021] 频率调节模块，用于根据所述智能预测模型和所述当前工况下隧道害各带的最优 溫度值，计算相应的变频器频率，并根据计算结果调整当前工况下的变频器频率。
[0022] 本发明的烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制装置，将大大推进砖瓦生产企业的 节能降耗工作，稳定烧结砖质量，生产效率和产率，降低污染。通过优化控制方法，降低了烧 结砖的能源消耗；利用组态监控界面，实现了隧道害工况的实时监测；通过构建智能预测 模型，W及建立起优化案例库模型，从而得到最优的输出频率参数，保证了烧结砖生产的质 量，生产效率与产率。
[0023] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0024] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0025] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[00%]图1为本发明的隧道害赔烧过程集散控制系统的结构示意图；
[0027] 图2为本发明实施例一的方法流程图；
[0028] 图3为本发明实施例二的方法流程图；
[00巧]图4为本发明实施例二的方法流程图；
[0030] 图5为本发明的烧结砖隧道害溫度烧成制度表和烧结砖顶视图；
[0031] 图6为本发明的案例推理方法求解过程的示意图；
[0032]图7为本发明实施例六的装置结构示意图；
[0033] 图8为本发明装置的模型构建模块10的结构示意图；
[0034]图9为本发明装置的参数优化子模块103的结构示意图；
[0035] 图10为本发明装置的最优值计算模块30的结构示意图。
[0036]结合附图在其上标记W下附图标记：
[0037] 1-托车车道，2-害车入害，3-预热带，4-烧成带，5-冷却带，6-害车方向，7-烟气 方向，8-害车出害，9-害车返回轨道，10-热电偶，11-投煤孔，12-压力探头，13-废气排 出，14-排烟风机，15-变频器，16-大烟画，17-开口监测开关。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0039]为了解决现有技术中隧道害生产效率低，产品质量良莽不齐，产率不稳定，生产能 耗高，污染重等问题，本发明提出了一种烧结砖隧道害赔烧过程智能优化控制方法和装置， 通过设计一种先进的烧结砖隧道害赔烧过程集散控制系统值CS)，实现对隧道害赔烧过程 工艺参数的自动检测、存储和控制，并采用基于数据驱动的分析方法对其DCS存储的大量 离线/在线数据，进行分析、处理，建立起能反应隧道害内在运行特性的智能模型，生成优 化案例库，再根据环境溫度、湿度、原料煤热值、