通钢七号高炉专家系统的开发与应用

论文摘要

为了进一步提升通钢高炉炼铁技术,实现高炉生产的优质、高产、长寿、低耗,高炉生产的自动化势在必行。而高炉专家系统是实现高炉操作智能化的关键技术之一。本文结合通钢七号高炉专家系统设计开发这一实际项目,分析了国内外高炉专家系统开发及应用现状、高炉专家系统技术的发展趋势、炼铁工艺及其操作制度、高炉专家系统开发的基本内容和关键技术；研究了高炉异常炉况专家系统知识库知识的获取方法、知识表示和存储方法,讨论了高炉异常炉况专家系统知识库的建立方法。为专家系统的推理判断提供了充分、准确的数据,开发了一套数据采集处理系统,提出一种合理、有效的知识表示方法,该表示方法易于实现、便于管理和推理。同时,采用可视化编程语言DELPHI开发了高炉专家系统。该系统主要由数据采集系统、铁水含硅量预报系统和高炉炉况判定系统三个子系统组成,实现了对高炉生产过程的监测和高炉热状态以及各种异常炉况的预报和判断,并针对各种预报的炉况趋势给出相应的专家操作指导意见。利用炉热指数对高炉铁水含硅量和铁水温度进行预报,实现了按铁次预报功能。在系统具体开发、设计和实现方面,通钢七号高炉专家系统是以先进的工艺模型和增强的软硬件功能为基础,采用模块化的软件处理模式,使得该系统具有极强的兼容性、容错性和自适应性。在整个高炉专家系统设计的过程中,所有的知识和规则都是按照不同异常炉况整理、建立的,有着较强的实用性和针对性。目前,该系统己经调试完毕并在通钢七号高炉上运行。它的成功开发对提高高炉的各项生产指标,规范高炉操作有着重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 高炉专家系统
• 1.1.1 高炉专家系统的定义
• 1.1.2 高炉专家系统特点及功能
• 1.1.3 高炉专家系统技术的发展及现状
• 1.2 课题研究意义及背景
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 高炉冶炼工艺
• 2.1 高炉冶炼工艺过程
• 2.2 高炉冶炼过程的工艺机理
• 2.3 高炉冶炼过程的重要参数
• 2.3.1 料速
• 2.3.2 透气性指数
• 2.3.3 鼓风动能
• 2.3.4 焦比和焦炭负荷
• 2.3.5 铁的直接还原度
• 2.3.6 理论铁量和渣量
• 2.3.7 理论燃烧温度
• 2.3.8 炉料到风口时间
• 2.4 高炉基本操作制度
• 2.4.1 炉缸热制度
• 2.4.2 装料制度
• 2.4.3 送风制度
• 2.4.4 造渣制度
• 2.5 本章小结
• 第3章 高炉专家系统知识推理技术的开发
• 3.1 高炉专家系统知识库
• 3.1.1 知识获取
• 3.1.2 知识表示
• 3.2 高炉专家系统结构设计
• 3.2.1 推理机
• 3.2.2 规则库
• 3.2.3 事实库和人机界面
• 3.3 高炉异常炉况判断
• 3.3.1 炉内滑料孔隙判断
• 3.3.2 炉内渣皮脱落判断
• 3.3.3 炉顶滑料现象判断
• 3.4 在线冶炼数学模型
• 3.4.1 综合配料模型
• 3.4.2 炉热指数模型
• 3.4.3 铁水温度预报模型和铁水硅量预报模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 高炉专家系统数据采集和处理
• 4.1 系统硬件设计的主要思想
• 4.2 系统硬件设计与集成
• 4.2.1 数据采集服务器
• 4.2.2 专家系统服务器
• 4.2.3 工作站
• 4.3 高炉专家系统数据处理
• 4.3.1 数据预处理
• 4.3.2 高炉专家系统的数据处理
• 4.3.3 特征参数计算
• 4.4 本章小结
• 第5章 高炉专家系统程序设计与实现
• 5.1 软件设计指导思想
• 5.2 软件开发语言的选择
• 5.3 软件总体结构
• 5.4 软件编程
• 5.4.1 调度机程序
• 5.4.2 配料模型程序
• 5.5 高炉操作界面
• 5.5.1 生产报表
• 5.5.2 操作界面
• 5.5.3 监视界面
• 5.5.4 异常炉况推理和操作指导
• 5.5.5 推理规则处理器
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢