国内钢铁企业 烧结操作指导 中文文献集锦[1]. pdf

收稿日期:2006-07-08　联系人:龙红明(410083)湖南长沙中南大学烧结球团研究所

烧结矿化学成分控制系统在宝钢生产中的应用

胡志清1　龙红明2　范红青1　李　冰1　范晓慧2　姜　涛2

(11宝钢股份不锈钢分公司　21中南大学烧结球团研究所)

　　摘　要　针对宝钢不锈钢分公司烧结生产实际情况,开发了基于神经网络的烧结矿化学成分预报模型,将模型的预报结果作为控制系统的前提条件,结合现场专家的经验知识,推理、计算出最佳的原料配比。系统于2005年11月在烧结分厂正式投入运行,在线运行结果表明,化学成分预报命中率和操作指导建议采纳率均超过90%,烧结矿碱度(R )的一级品稳定率提高1198%,全铁(TFe )的一级品稳定率提高0133%,取得了良好的效果。

关键词　化学成分　预报模型　控制系统　操作指导

1　前　言

我国烧结厂从上世纪80年代初开始就投入了大量资金从国外引进了集散型控制系统,基本实现了烧结生产的基础自动化

[1]

;而且随

着计算机网络技术的发展,国内大中型钢铁企

业也拥有了企业内部的局域网,并构建了企业管理信息系统,实现了企业的信息化和管理自动化。但烧结生产的决策以及操作参数最优值的确定等,主要还是依赖于现场操作人员的经验,因此,国内烧结厂要全面实现生产自动化,关键还是要开发出适合自身生产条件的烧结生产专家系统。

　　宝钢股份不锈钢分公司为了提高烧结过程

　矿冶工程,1999,19(3):3～6

2　李伦,钟昭兴1韶钢烧结生产技术的发展[J ]1烧结球团,

2002,27(3):46～48

3　深川卓美等1川崎制铁技报[J ]11991,23(3):203～2094　Josef Ebner 等1奥钢联林茨厂用模糊逻辑控制改善烧结厂

生产操作[J ]1世界钢铁,1997,(4):61～65

5　郗安民,刘晓超,刘颖1烧结终点位置的模糊控制[J ]1冶

金设备,2000,1:19～21

6　WAN G Hai 2dong ,QIU Guan 2zhou and HUAN G Sheng 2

sheng 1Design and development of expert system for controlling sintering process[J ]1Trans Nonferrous Met Soc China ,1999,9(3):651～655

7　Takumi Fukagawa ,Syunji Iyama and Masayoshi Okuyama 1

Sintering operation control system with artificial intelligence [J ]1K awasaki Steel G iho ,1991,23(3):203～207

8　舒笛前1预测控制系统及其应用[M ]1北京:机械工业出

版社,1998:65～68

BTP FORECAST MODE L BASED ON BP NERVE NET

Shen Xiaow en et al 1

　　Abstract 　B TP is an important mark to judge whether sintering process is in normal or not 1The B TP forecasting model

based on nerve net was developed and was used in the B TP optimize control system of L IAN G AN G 280m 2sintering plant 1This article introduces em phatically the establishment ,on 2line study and correction of B TP forecast model based on BP NN ,as well as the running situation both in laboratory and on line 1

K eyw ords 　B TP ,BP nerve net ,forecast model

6

2烧结球团

Sintering and Pelletizing

第31卷　第4期2006

年8月

的自动化水平,稳定烧结生产,提高烧结矿产质量,降低烧结能耗,进行了烧结矿化学成分控制专家系统的研究开发。

2　基础条件

一钢公司1、2、3号烧结机工程的DCS 系统

配置如图1所示,系统主要由ICS (Information and Command Station )、PICS (PC 2Based ICS )、EWS (Engineering Work Station )、FCS (Field Control Station )、ACB 、ACG (Communication G ateway Unit )、ABC (Bus Converter )、E 2net 、V 2net 、RIO 2Bus 等几部分组成

。

图1　DCS

系统配置示意图

　　系统在烧结工艺中的主要功能如下:

1)配料槽料位监视及管理、配料系统自动控制;

2)原料输送跟踪、数据管理;3)混合机加水控制;

4)混合料槽、铺底料槽料位的自动控制;5)冷、热返矿槽料位自动控制;6)点火炉燃烧自动控制;7)烧结终点(B TP )控制;8)烧结机、环冷机机速联动控制;9)环冷卸料槽料位自动控制;10)显示、通信功能、报表记录功能。

从烧结过程控制的角度看,一钢公司烧结厂目前已具备了较好的硬件基础设施,通过DCS 数据接口,能够读取到所需的烧结过程数

据,而且局域网比较完善,可以实现网络数据共享,但生产操作控制方面基本上还是依靠人工来完成。所以,需要进行烧结生产控制专家系统的研究和软件开发,以实现稳定、优化烧结生产,实现烧结过程的高产、优质和低耗。

3　系统的设计与实现

311　系统的设计

采用基于BP (Back Propagation )算法的成分预报模型和基于专家经验的规则模型相结合

的方案,来控制烧结矿的化学成分[2、3]

。其控制

策略流程图如图2所示

。

图2　控制策略流程图

　　图中,u 、y 表示原始的输入输出数据,u ′、y ′表示经过数据预处理后的输入输出数据,提供给BP 模型自适应学习,学习好的网络通过连接权、阈值保存下来用于预报系统,系统的预报值传递给化学成分控制系统,作为基于规则的专家系统模型的前提条件,控制系统通过智能推理、计算给出对原料配比的调整措施,最终作用

7

22006年第4期

胡志清等　烧结矿化学成分控制系统在宝钢生产中的应用

于配料系统。312　系统软件的实现31211　系统功能的实现

系统采用功能强大的面向对象的程序设计语言Visual C ++610(VC )作为开发工具[4-5],

后台数据库选用SQL Server2000数据库管理系统。其系统的主界面如图3所示。

系统的功能模块如图4所示。系统的功能主要由化学成分预报模块、专家系统模块、其他功能模块组成

。

图3　

系统主界面

图4　系统的功能模块

　　1)化学成分预报模块。对烧结矿的化学成

分R (CaO/

SiO 2)、TFe 、SiO

2、CaO 、MgO 进行预报,当系统读取到最新的烧结矿化学成分和原料配比及成分时,系统将自动预报;当用户点击界面上“预报”按钮时,系统预报瞬时化学成分的变化,并与烧结矿实际检测值对比,分析变化趋势,同时统计各化学成分的命中率和一级品的稳定率,见图3的左半部分。

2)专家系统模块。对化学成分预报模块的预报结果,结合当前的现状进行分析,计算出当前化学成分状态是否异常以及异常的原因和偏

离正常水平的量,从而给出具体的调整措施,指导生产,同时,系统对整个推理、计算过程作出解释。

3)其他功能模块。主要有5个小模块,使得整个系统的功能更加完善,操作更加灵活。①矿槽料位显示,如图3的上半部分所示,实时动态的显示配料室矿槽的料位,当料位超过下限或上限时自动报警;②系统参数设置,系统可以根据生产的要求设置化学成分的中心值、一级品范围、合格品范围,以及预报模型自学习的时间等;③数据库连接,系统既可以在线读取网

8

2烧结球团

第31卷　

第4期

络数据,也可以离线输入数据,可根据实际情况灵活选择;④知识库编辑,现场专家可以对知识规则进行添加、删除、修改,使之符合生产实际;⑤数据导出,系统将预报结果和操作建议都存入数据库,操作人员 …… 此处隐藏：26169字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……