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ANHUI YE IN
2005年第2期
基于网络的焦炉管理专家系统
邱全山郑明东2严文福宁芳青杨建华周亚平
马鞍山钢铁股份有限公司2安徽工业大学)
摘要通过将焦炉管理的专家经验与先进的自动化控制有机地结合,建立了基于网络的焦炉管理专家系
统,从而在节能降耗、操作自动化等方面达到一个全新的水平。
关键词焦炉管理网络专家系统
The Network based Expert System for Coke Oven Management
Qiu Quanshan Zheng Mingdong Yan Wenfu Ning Fangqing Yang Jianhua Zhou Yaping
(1. Maanshan Iron Steel Co. Ltd. 2 Anhui University of Technology)
Abstract y inte ating pe in ok en manam it adanced automatic contr tec k-
ogy, a network based expert system for coke oven management is bult. This system can promote energy saving and
upgrade the level of aut omatic operation
Key words coke oven management netw ork expert system
0前言
己达到了相当高的水平。但是不论其种类如何,为
焦炉管理专家系统是通过建立知识库与数据库了符合焦炉的现代化管理要求一高效、低耗、优质和
相结合的焦炉管理信息库系统、焦炉加热优化控制长,它必须有以下全部或部分功能、加热优化控
系统、四大车自动定位与连锁控制系统,将焦炉管理創、四车精确定位与作自动化、延长焦炉寿命、改
的专家经验与先进的白动化控制有机地结合.依靠普焦炭质量和降低环境污染
以太网,建立科学的人机界面,形成“基于网络下的
围绕以上内容,国内外对焦炉的现代化管理不
焦炉管理专家系统”,充分发挥现有设备的潜能以及断提高和升级,但是,焦炉管理和许多工业控制问题
人力资源的最大优势,对焦炉实施全方位的隘控,实
样.即使应用了包括经典控制论、现代控制论中的
现全新的管理模式,在节能降耗、稳定炉温、延长炉自适应拦制等,仍然不能解决许多自动化方面的问
体和设备寿命、提高四大车的操作自动化水平、减人题,这就需要引入人工智能技术,尤其是专家系统。
增效、改普焦炭质量等方面达到一个全新的水平。
1.2专家系统介绍
本文将介绍以马钢煤焦化公司3:焦炉为对象
所谓专家系统就是基于知识的计算机程序系
的焦炉管理专家系统。
统。它能模拟专门领域中专家求解问题的能力.对
所面临的问题作出专家水平的结论。
1专家系统简介
专家系统是人工?能研究的一个重要应用领
1.1焦炉特点
域,专家系统技术的产生和发展过程大致可以分为
炼焦炉及其炼焦生产是钢铁治金过程的重要组孕育、形成、基木成熟和进一步发展四个阶段。通常
成部分,一座焦炉投资近2亿元人民币,一代炉龄长一个以规则为基础以向题求解为中心的专家系统主
达30年以上,既是能源消耗大户,也是企业増值降要包括以下5个部分:知识库、推理机、综合数据库、
耗的重点研究对象。近年来,由于微电子技术、网络解释接口和知识获取模块。
通讯技术、控制技术的飞速发展,焦化生产的自动化
与传统程序相比,专家系统的优越性表现在:系
作者简介:卵全山,高级工程师,安徽省马鞍山市(243000)马钢煤焦化公
O1994-2010ChinaacademicJournalElectronicPublishingHouse.allrightsreservedhttp://www.cnki.net
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安徽冶金
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统的可维护性好,易于修改和扩充;更加适合处理模重要技术支柱。本系统采用第三代数据库技术.其
糊的、经验性的问题:能解释作出结论的过程。
主要特征是:面向对象数据模型、数据库技术与其他
与人类专家相比,专家系统的优越性在于:使用学科的技术内容互相结合。开发工.具为 Micro soft
费用低廉,具有快速、准确的特点.不受外界环境和 V isual C++和 Micro soft Access
情绪的影响:人类专家的专门知识可安装在任何地2.2.1.23”焦炉管理信息库系统的设计
方.尤其是不适于人工作业恶劣的环境:形式化表
炼焦车间管理数据库系统是专家系统的一部
达,可以帮助人们更系统的总结人类专家的经验知分。通过建立炼焦车间管理数据库系统,一方面能
识、也便于对这些知识进行完善、修改和推
够及时掌握生产状况,便捷地查询各种实时和历史
国内在专家系统开发工具的研制方面起步较数据,另一方面融合烁焦专家的经验和技术,为焦炉
晚.但白20世纪80年代以来取得了丰硕的成果。生产管理的最优化提供决策依据,延长焦炉的生产
治金行业中,高炉专家系统应用得比较广泛。目前,寿命、降低生产成本、优化配置各种资源。因此,需
各国主要高炉炼铁厂都有专家系统在运行。但在焦建立数据库与知识库相结合的焦炉管理信息库
炉专家系统方面.国内外开发和利用成功的并不多
根据炼焦车问的实际情况,总结其真正的需要,
个别情况也只处于起步阶段.主要应用在配煤和焦焦炉管理信息库的主要内容如表1所示。
炭质量的预测等小范围,如:焦化生产辅助专家系统
建立和完善局域网,实时数据传输。通过基础
的设计与实现。马钢的焦炉管理网络见图1
自动化,即有关DCS系统和控制仪表.可以随时查
机关管理机
机关管理机
看全炉瞬间的各种有关流量、温度、压力参数.例如:
机焦侧各种煤气流量、压力温度,混和比,总烟道吸
焦化通讯网
力、分烟道吸力、火落温度等各种参数,可准确及即
炼焦车间}
机关管理机
掌握全炉的加热生产情况
可以查询汇总各班次的推焦电流、并可随时查
焦炉
焦炭质
焦炉
四大车
看全炉或单个炭化室的大电流号、附带查询配煤比
管理机量监控「「监控机[定位系统
入炉煤水份等。
通过局域网,将焦炉生产管理系统与焦炉加热
现场控制站
优化串级调控系统和四车定位连锁系统互联,由专
家系统通过数据库和推理机进行综合管理
图1焦炉网络系统示意图
2.2.2焦炉加热优化串级调控系统
2.2.2.1焦炉加热过程自动控制方案
2方案论证与实施
实现焦炉加热自动控制首先要确定加热过程控
2.1焦炉现状
制方案,然后围绕着实施该方案开发控制模型或控
马钢3“焦炉为58型65孔焦炉,该炉型特点制规则等具体技术。目前,焦炉加热过程白动控制
为双联、复热、下喷、废气循环式,于1982年投产,目方案主要分为两大类:(1)以反馈控制为主,前馈控
前周转时间为19,采用混合煤气加热,换向时间为制为辅。(2)以前馈控制为主,反馈控制为辅。前者
30min,加热控制系统为浙大中控的DCS系统。四以日本为代表,我国迄今也偏重这种控制思路,后者
大机车为机械犁,走行和操作控制没有采用PLC,以徳国、美国部分公司为代表。
仍为时间继电器