高炉异常炉况预报专家系统研究

• 作 者: 李芳
• 机 构: 重庆大学
• 出 处: 重庆大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 高炉 异常炉况 隶属度 推理机 知识库 专家系统

高炉是钢铁生产企业的咽喉,必须为炼钢工序及时提供足够数量的合格铁水,炉况的好坏直接关系到企业的产量、质量、效益和安全生产。高炉炼铁是在一个密闭的容器内进行的,炉内发生的物理化学过程极其复杂,炉内现象和炉况状态无法直接观察。因此,高炉炉热水平、异常炉况预报一直是国内外研究的热点。作者参加了我校与国内某大型钢铁企业炼铁厂“4#高炉异常炉况预报及应用”项目的研究工作,主要研究成果如下:(1)分析研究了高炉炼铁的工艺过程,产生异常炉况的机理、出现的征兆,为建立预报高炉炉热水平、高炉异常炉况的推理规则奠定了基础。(2)针对现场应用,开发出客户端OPC软件,在工作站可以直接读出PLC从高炉现场采集的实时数据。(3)对采集到的运行数据进行了加权平滑滤波处理,消除了包含在数据中的噪声。(4)从高炉的各种实测参数中,通过相关分析,确定影响高炉各种异常炉况的特征参数。(5)针对各种高炉异常炉况的推理需求,计算出有关特征值(平均值、偏差、变化梯度、方差等)。(6)分析研究了高炉测量参数的不确定性,通过特征参数隶属度的计算,确定推理前提条件的可信度。在高炉的运行过程中,隶属度的门槛值可以通过人机界面窗口随时进行调整。(7)建立了判断高炉炉内可能出现向凉、向热、难行、悬料、崩料、管道行程等异常炉况预报的知识库,实现了灵活、通用的推理机,向高炉运行人员提供了预报高炉炉热水平及异常炉况的工具。(8)利用条状图、曲线图等可视化技术,使运行人员通过图形可直观地分析判断高炉炉内可能出现的异常炉况。(9)基于Visual C++和SQL Server2000,开发出高炉炉热水平及异常炉况预报专家系统。开发的专家系统,知识库结构设计合理、推理机设计及实现具有通用性,功能齐全:在一定权限下,可以通过知识库管理系统完善专家知识(如:修正异常炉况逻辑推理图及其相关参数),实时查看异常炉况推理图、查询参数设定值、绘制参数曲线、预报异常炉况等等。系统的使用为企业带来了明显的经济效益,使用方便,速度快,命中率高,具有很强的实用性。