DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全廠范圍的自動(dòng)化控制，幾乎所有的企業(yè)決策者都能夠主動(dòng)選擇一套DCS系統(tǒng)控制其生產(chǎn)線，而專家優(yōu)化系統(tǒng)并不被企業(yè)決策者所重視，但隨著專家優(yōu)化系統(tǒng)的不斷引入，其作用將逐漸顯現(xiàn)出來。 　　從控制功能上看，DCS系統(tǒng)解決了常規(guī)對象的控制問題，而對于復(fù)雜的被控對象，其不確定性、非線性以及非精確性對于DCS控制系統(tǒng)和對生產(chǎn)工藝及設(shè)備知之不多的自動(dòng)化工程師是一個(gè)難題，而專家優(yōu)化系統(tǒng)可以解決這一問題。專家優(yōu)化系統(tǒng)是由生產(chǎn)工藝專家、生產(chǎn)設(shè)備專家和自動(dòng)化控制專家共同研發(fā)的，是融入了專家經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代控制技術(shù)的智能系統(tǒng)，專家優(yōu)化控制系統(tǒng)包括專家控制、多模式控制和自校正PID控制等工作方式。 　　Industrial IT控制系統(tǒng) 　　Industrial IT是ABB公司的控制系統(tǒng)，它使工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了以屬性目標(biāo)平臺(tái)為基礎(chǔ)的、開放的應(yīng)用系統(tǒng)。Industrial IT不僅提供控制功能,而且是貫穿企業(yè)生產(chǎn)、管理、決策等行為的工作平臺(tái)。 　　Industrial IT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參見Industrial IT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（見圖1）。 　　根據(jù)專家優(yōu)化系統(tǒng)對Industrial IT系統(tǒng)硬件要求的不同，專家優(yōu)化系統(tǒng)可以完全集成到Industrial IT系統(tǒng)的硬件之中，把優(yōu)化程序集成到控制器中，利用工程師站及操作員站進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試和操作；專家優(yōu)化系統(tǒng)也可以獨(dú)立配置一套SERVER/CLIENT結(jié)構(gòu)，增加一個(gè)Application Server作為專家優(yōu)化系統(tǒng)的服務(wù)器，增加幾臺(tái)Workplace作為專家優(yōu)化系統(tǒng)的工作站。ACC系統(tǒng)和EO系統(tǒng)是兩套應(yīng)用于不同過程控制的專家優(yōu)化系統(tǒng)，ACC系統(tǒng)完全集成到Industrial IT控制系統(tǒng)之中進(jìn)行工作；EO系統(tǒng)獨(dú)立配置一套SERVER/CLIENT硬件結(jié)構(gòu)。 　　自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC） 　　自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）是由TAKUMA公司為爐排式垃圾燃燒爐的控制而研制的燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其目的是保持燃燒穩(wěn)定、高效利用能源。自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）的主要任務(wù)是獲得穩(wěn)定的蒸汽量，同時(shí)，嚴(yán)格控制廢氣中的氧含量，需要同時(shí)調(diào)節(jié)一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、喂料速度和爐排速度。 　　自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）由蒸汽流量控制子系統(tǒng)、爐排速度控制子系統(tǒng)、燃燒用空氣流量控制子系統(tǒng)和氧含量控制子系統(tǒng)構(gòu)成。 　　蒸汽流量控制子系統(tǒng) 　　垃圾燃料的質(zhì)量即其卡路里含量受時(shí)間和季節(jié)的影響很大，燃燒過程中通過調(diào)節(jié)燃燒用空氣流量以及每段爐排的速度來減小垃圾燃料熱量的波動(dòng)，穩(wěn)定爐膛溫度、蒸汽流量、日處理垃圾數(shù)量并控制飛灰質(zhì)量。 　　蒸汽流量控制可以通過最小化燃燒波動(dòng)的方法來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)垃圾燃料熱值變化時(shí)，要求投入適量的燃燒用空氣到爐膛，同時(shí)保證適量的垃圾燃料在燃燒區(qū)域。 　　目標(biāo)蒸汽流量是由操作員設(shè)定的，燃燒用空氣流量的計(jì)算是在設(shè)定目標(biāo)蒸汽流量值和目標(biāo)氧含量值的基礎(chǔ)上自動(dòng)計(jì)算出來的。然后，根據(jù)蒸汽流量值、燃燒用空氣流量值計(jì)算出爐排速度值。 　　因此，蒸汽流量控制是通過爐排速度控制和燃燒用空氣流量控制來實(shí)現(xiàn)的。 　　爐排速度控制 爐排速度的控制有手動(dòng)方式和自動(dòng)方式，在手動(dòng)方式下，操作員可以直接設(shè)定速度。在自動(dòng)方式下，目標(biāo)速度的設(shè)定來自于ACC程序。在完成調(diào)試之后，每段爐排的速度基本上是不變的，其整定值在調(diào)試期間確定。 燃燒段爐排的速度是根據(jù)目標(biāo)蒸汽流量和實(shí)際流量與目標(biāo)流量的偏差校正計(jì)算之后得到的。另外，該速度也受控于空氣與燃料之比和燃盡段傳感器的測量值。 　　燃燒段爐排的燃燒波動(dòng)是由專用傳感器檢測的，如果燃盡段的燃燒波動(dòng)是由于垃圾燃料質(zhì)量的大幅度變化或由于其他極端條件引起的，為防止增加未燃盡的垃圾量，燃燒爐排的速度將被減慢。 　　干燥段爐排的速度基本上與燃燒段爐排的速度成正比例，同時(shí)也受垃圾料層厚度值的修正，垃圾料位開關(guān)位于燃燒段的上部，用于檢測垃圾層厚度，同時(shí)用于校對干燥段爐排的速度，保證料層厚度不變。 　　進(jìn)料器速度基本上與干燥段爐排的速度成正比例，同時(shí)也受料層厚度修正。 　　ACC不控制燃盡段的爐排速度。其速度是一個(gè)常量值，并且操作員可以根據(jù)飛灰條件改變該值。 　　燃燒用空氣流量控制子系統(tǒng) 　　必要的燃燒用空氣流量是根據(jù)目標(biāo)蒸汽流量和規(guī)定的氧含量值計(jì)算得到的。一次風(fēng)和二次風(fēng)被適當(dāng)?shù)胤峙涞矫恳粋€(gè)爐排。其分配比例在調(diào)試整定之后基本不變。燃燒用空氣流量的控制有手動(dòng)方式、自動(dòng)方式以及串級(jí)控制方式。操作員在手動(dòng)方式下可以直接打開控制空氣的擋板到一定位置；在自動(dòng)控制方式下，操作員可以根據(jù)目標(biāo)流量控制空氣流量為一個(gè)常量；在串級(jí)控制方式下，目標(biāo)空氣流量值由ACC設(shè)定。二次風(fēng)空氣流量通過含氧量和爐膛煙氣溫度值進(jìn)行補(bǔ)償。 　　ACC系統(tǒng)與Industrial IT控制器的集成 　　圖2為Industrial IT系統(tǒng)組態(tài)的界面，ACC系統(tǒng)的算法成為控制器的一個(gè)任務(wù)，它將隨著其他程序一起下裝到控制器之中，即ACC系統(tǒng)嵌入到了Industrial IT系統(tǒng)。 　　EO系統(tǒng) 　　EO系統(tǒng)是由ABB公司研發(fā)、廣泛應(yīng)用于工業(yè)窯爐控制及工業(yè)粉磨機(jī)控制的專家優(yōu)化系統(tǒng)。EO系統(tǒng)包含了人工智能控制算法（AI）及基于模型的控制算法（MBC），控制策略的組態(tài)使用模糊邏輯控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制和模型預(yù)估控制等算法完成。EO系統(tǒng)可以明顯提高生產(chǎn)效率，通過最佳的控制策略，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。 　　EO系統(tǒng)應(yīng)用于干法水泥生產(chǎn)窯 　　EO系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高熟料的產(chǎn)量、提高熟料的質(zhì)量、改善熟料的穩(wěn)定性、減少廢氣、廢料的排放量，同時(shí)降低 3- 7%的熱能消耗。參見圖3水泥生產(chǎn)窯工作示意圖。 　　EO系統(tǒng)從Industrial IT控制系統(tǒng)采集的變量包括：預(yù)熱器氧含量、預(yù)熱器溫度、一氧化碳濃度、窯入口溫度、窯出口溫度、分解段溫度和窯主傳電機(jī)電流等。 　　EO系統(tǒng)完成計(jì)算后輸出到Industrial IT系統(tǒng)的控制變量有：引風(fēng)機(jī)速度、窯喂料量、窯轉(zhuǎn)速和噴煤（油）量等。 　　EO系統(tǒng)的組態(tài)和調(diào)試 　　EO系統(tǒng)一般是由工藝工程師進(jìn)行控制策略的組態(tài)，EO提供的組態(tài)界面是圖形化界面，不是傳統(tǒng)的基于文本的環(huán)境，使工藝工程師能夠迅速掌握組態(tài)方法。EO系統(tǒng)的調(diào)試一般需要兩次完成，第一次調(diào)試在系統(tǒng)完成安裝之后就可以開始，通常需要5周時(shí)間。第二次調(diào)試在熟料生產(chǎn)3個(gè)月以后就可以開始，通常需要5周時(shí)間完成控制策略的精確調(diào)試。EO系統(tǒng)也可以應(yīng)用在沒有采用優(yōu)化控制的舊生產(chǎn)線上。 　　Industrial IT控制系統(tǒng)具有良好的接口能力，可以方便地與各種專家優(yōu)化系統(tǒng)集成為一體，并且有多種集成方法，在Industrial IT控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的項(xiàng)目不斷出現(xiàn)。在大中型控制系統(tǒng)中，選擇“DCS系統(tǒng)＋專家優(yōu)化系統(tǒng)”控制模式的比例逐年上升。專家優(yōu)化系統(tǒng)的作用將逐漸顯現(xiàn)出來，必將被越來越多的企業(yè)決策者選用。 　　CS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全廠范圍的自動(dòng)化控制，幾乎所有的企業(yè)決策者都能夠主動(dòng)選擇一套DCS系統(tǒng)控制其生產(chǎn)線，而專家優(yōu)化系統(tǒng)并不被企業(yè)決策者所重視，但隨著專家優(yōu)化系統(tǒng)的不斷引入，其作用將逐漸顯現(xiàn)出來。 　　從控制功能上看，DCS系統(tǒng)解決了常規(guī)對象的控制問題，而對于復(fù)雜的被控對象，其不確定性、非線性以及非精確性對于DCS控制系統(tǒng)和對生產(chǎn)工藝及設(shè)備知之不多的自動(dòng)化工程師是一個(gè)難題，而專家優(yōu)化系統(tǒng)可以解決這一問題。專家優(yōu)化系統(tǒng)是由生產(chǎn)工藝專家、生產(chǎn)設(shè)備專家和自動(dòng)化控制專家共同研發(fā)的，是融入了專家經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代控制技術(shù)的智能系統(tǒng)，專家優(yōu)化控制系統(tǒng)包括專家控制、多模式控制和自校正PID控制等工作方式。 　　Industrial IT控制系統(tǒng) 　　Industrial IT是ABB公司的控制系統(tǒng)，它使工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了以屬性目標(biāo)平臺(tái)為基礎(chǔ)的、開放的應(yīng)用系統(tǒng)。Industrial IT不僅提供控制功能,而且是貫穿企業(yè)生產(chǎn)、管理、決策等行為的工作平臺(tái)。 　　Industrial IT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參見Industrial IT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（見圖1）。 　　根據(jù)專家優(yōu)化系統(tǒng)對Industrial IT系統(tǒng)硬件要求的不同，專家優(yōu)化系統(tǒng)可以完全集成到Industrial IT系統(tǒng)的硬件之中，把優(yōu)化程序集成到控制器中，利用工程師站及操作員站進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試和操作；專家優(yōu)化系統(tǒng)也可以獨(dú)立配置一套SERVER/CLIENT結(jié)構(gòu)，增加一個(gè)Application Server作為專家優(yōu)化系統(tǒng)的服務(wù)器，增加幾臺(tái)Workplace作為專家優(yōu)化系統(tǒng)的工作站。ACC系統(tǒng)和EO系統(tǒng)是兩套應(yīng)用于不同過程控制的專家優(yōu)化系統(tǒng)，ACC系統(tǒng)完全集成到Industrial IT控制系統(tǒng)之中進(jìn)行工作；EO系統(tǒng)獨(dú)立配置一套SERVER/CLIENT硬件結(jié)構(gòu)。 　　自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC） 　　自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）是由TAKUMA公司為爐排式垃圾燃燒爐的控制而研制的燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)，其目的是保持燃燒穩(wěn)定、高效利用能源。自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）的主要任務(wù)是獲得穩(wěn)定的蒸汽量，同時(shí)，嚴(yán)格控制廢氣中的氧含量，需要同時(shí)調(diào)節(jié)一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、喂料速度和爐排速度。 　　自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）由蒸汽流量控制子系統(tǒng)、爐排速度控制子系統(tǒng)、燃燒用空氣流量控制子系統(tǒng)和氧含量控制子系統(tǒng)構(gòu)成。 　　蒸汽流量控制子系統(tǒng) 　　垃圾燃料的質(zhì)量即其卡路里含量受時(shí)間和季節(jié)的影響很大，燃燒過程中通過調(diào)節(jié)燃燒用空氣流量以及每段爐排的速度來減小垃圾燃料熱量的波動(dòng)，穩(wěn)定爐膛溫度、蒸汽流量、日處理垃圾數(shù)量并控制飛灰質(zhì)量。 　　蒸汽流量控制可以通過最小化燃燒波動(dòng)的方法來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)垃圾燃料熱值變化時(shí)，要求投入適量的燃燒用空氣到爐膛，同時(shí)保證適量的垃圾燃料在燃燒區(qū)域。 　　目標(biāo)蒸汽流量是由操作員設(shè)定的，燃燒用空氣流量的計(jì)算是在設(shè)定目標(biāo)蒸汽流量值和目標(biāo)氧含量值的基礎(chǔ)上自動(dòng)計(jì)算出來的。然后，根據(jù)蒸汽流量值、燃燒用空氣流量值計(jì)算出爐排速度值。 　　因此，蒸汽流量控制是通過爐排速度控制和燃燒用空氣流量控制來實(shí)現(xiàn)的。 　　爐排速度控制 　　爐排速度的控制有手動(dòng)方式和自動(dòng)方式，在手動(dòng)方式下，操作員可以直接設(shè)定速度。在自動(dòng)方式下，目標(biāo)速度的設(shè)定來自于ACC程序。在完成調(diào)試之后，每段爐排的速度基本上是不變的，其整定值在調(diào)試期間確定。 　　燃燒段爐排的速度是根據(jù)目標(biāo)蒸汽流量和實(shí)際流量與目標(biāo)流量的偏差校正計(jì)算之后得到的。另外，該速度也受控于空氣與燃料之比和燃盡段傳感器的測量值。 　　燃燒段爐排的燃燒波動(dòng)是由專用傳感器檢測的，如果燃盡段的燃燒波動(dòng)是由于垃圾燃料質(zhì)量的大幅度變化或由于其他極端條件引起的，為防止增加未燃盡的垃圾量，燃燒爐排的速度將被減慢。 　　干燥段爐排的速度基本上與燃燒段爐排的速度成正比例，同時(shí)也受垃圾料層厚度值的修正，垃圾料位開關(guān)位于燃燒段的上部，用于檢測垃圾層厚度，同時(shí)用于校對干燥段爐排的速度，保證料層厚度不變。 　　進(jìn)料器速度基本上與干燥段爐排的速度成正比例，同時(shí)也受料層厚度修正。 　　ACC不控制燃盡段的爐排速度。其速度是一個(gè)常量值，并且操作員可以根據(jù)飛灰條件改變該值。 　　燃燒用空氣流量控制子系統(tǒng) 　　必要的燃燒用空氣流量是根據(jù)目標(biāo)蒸汽流量和規(guī)定的氧含量值計(jì)算得到的。一次風(fēng)和二次風(fēng)被適當(dāng)?shù)胤峙涞矫恳粋€(gè)爐排。其分配比例在調(diào)試整定之后基本不變。燃燒用空氣流量的控制有手動(dòng)方式、自動(dòng)方式以及串級(jí)控制方式。操作員在手動(dòng)方式下可以直接打開控制空氣的擋板到一定位置；在自動(dòng)控制方式下，操作員可以根據(jù)目標(biāo)流量控制空氣流量為一個(gè)常量；在串級(jí)控制方式下，目標(biāo)空氣流量值由ACC設(shè)定。二次風(fēng)空氣流量通過含氧量和爐膛煙氣溫度值進(jìn)行補(bǔ)償。 　　ACC系統(tǒng)與Industrial IT控制器的集成 　　圖2為Industrial IT系統(tǒng)組態(tài)的界面，ACC系統(tǒng)的算法成為控制器的一個(gè)任務(wù)，它將隨著其他程序一起下裝到控制器之中，即ACC系統(tǒng)嵌入到了Industrial IT系統(tǒng)。 　　EO系統(tǒng) 　　EO系統(tǒng)是由ABB公司研發(fā)、廣泛應(yīng)用于工業(yè)窯爐控制及工業(yè)粉磨機(jī)控制的專家優(yōu)化系統(tǒng)。EO系統(tǒng)包含了人工智能控制算法（AI）及基于模型的控制算法（MBC），控制策略的組態(tài)使用模糊邏輯控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制和模型預(yù)估控制等算法完成。EO系統(tǒng)可以明顯提高生產(chǎn)效率，通過最佳的控制策略，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。 　　EO系統(tǒng)應(yīng)用于干法水泥生產(chǎn)窯 　　EO系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高熟料的產(chǎn)量、提高熟料的質(zhì)量、改善熟料的穩(wěn)定性、減少廢氣、廢料的排放量，同時(shí)降低 3- 7%的熱能消耗。參見圖3水泥生產(chǎn)窯工作示意圖。 　　EO系統(tǒng)從Industrial IT控制系統(tǒng)采集的變量包括：預(yù)熱器氧含量、預(yù)熱器溫度、一氧化碳濃度、窯入口溫度、窯出口溫度、分解段溫度和窯主傳電機(jī)電流等。 　　EO系統(tǒng)完成計(jì)算后輸出到Industrial IT系統(tǒng)的控制變量有：引風(fēng)機(jī)速度、窯喂料量、窯轉(zhuǎn)速和噴煤（油）量等。 　　EO系統(tǒng)的組態(tài)和調(diào)試 　　EO系統(tǒng)一般是由工藝工程師進(jìn)行控制策略的組態(tài)，EO提供的組態(tài)界面是圖形化界面，不是傳統(tǒng)的基于文本的環(huán)境，使工藝工程師能夠迅速掌握組態(tài)方法。EO系統(tǒng)的調(diào)試一般需要兩次完成，第一次調(diào)試在系統(tǒng)完成安裝之后就可以開始，通常需要5周時(shí)間。第二次調(diào)試在熟料生產(chǎn)3個(gè)月以后就可以開始，通常需要5周時(shí)間完成控制策略的精確調(diào)試。EO系統(tǒng)也可以應(yīng)用在沒有采用優(yōu)化控制的舊生產(chǎn)線上。 　　Industrial IT控制系統(tǒng)具有良好的接口能力，可以方便地與各種專家優(yōu)化系統(tǒng)集成為一體，并且有多種集成方法，在Industrial IT控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的項(xiàng)目不斷出現(xiàn)。在大中型控制系統(tǒng)中，選擇“DCS系統(tǒng)＋專家優(yōu)化系統(tǒng)”控制模式的比例逐年上升。專家優(yōu)化系統(tǒng)的作用將逐漸顯現(xiàn)出來，必將被越來越多的企業(yè)決策者選用。