高炉专家系统通过数学、冶金和信息知识的结合,表征高炉内部的状态,监控和诊断高炉及设备运行状态,并针对问题,给出高炉操作指导,使高炉保持最优状态运行,最终使高炉的生产达到:优质、高效、低耗和长寿的目标。目前开发的高炉专家系统包括的主要模型有:传统基础数学模型(理论燃烧温度、鼓风动能、氧过剩系数、氧碳原子比、Rist操作线模型)、布料模型、操作炉型管理模型、渣皮脱落诊断模型、炉温模型、炉况诊断模型、炉顶气流分布模型、炉缸炉底侵蚀预测模型和数据挖掘模型。其中炉温模型和炉况诊断模型是专家系统开发的核心,而炉温模型更是专家系统开发的难点。
高炉包括高炉本体、原燃料供应、喷煤粉、热风炉等子系统。其自动控制系统分为基础自动化(L1级)和过程自动化(L2级),并预留管理自动化(L3级)接口,为了方便监视炉况,高炉上设有成百上千个检测点,高炉监测系统主要采集以下参数:炉顶煤气中各气体体积分数、炉顶压力、炉顶温度、料线高度、料重、炉身静压、炉身炉墙温度、水箱温度、炉缸炉底温度等。高炉专家系统的数据采集可以分为两种:(1)高炉新建时,已经考虑了未来专家系统的开发,并且预留了接口;(2)高炉新建时,没有考虑未来专家系统的开发。武钢曾经引进过芬兰罗德洛基的高炉专家系统,因此,在高炉新建时,已经考虑了未来专家系统的开发,也预留了接口,属于类别(1);而济钢和鞍钢没有考虑未来专家系统的开发,因此属于类别(2)。对于类别(2),高炉专家系统开发时,企业为了系统的安全,要求高炉专家系统独立于高炉原有的二级系统,建立单独的数据库。本文以济钢的数据采集为主,介绍武钢、济钢、鞍钢高炉专家系统的数据采集。
济钢高炉专家系统数据采集济钢L1级基础自动化PLC控制系统采用了Schneider公司的TSXQuantum系列,上位监控软件采用MonitorProV7.2,通过工业以太网相互连接进行通信。MP7.2采用C/S模式,支持最新的OPC技术,提供符合OPC规范的OPC服务器。L2级过程自动化后台采用Oracle数据库。1#高炉(1750m3)新上炼铁专家系统,为保证高炉专家系统的数据采集的实时性、稳定性,选用了大庆紫金桥Realinfo3.6实时数据库软件。通过OPC方式采集MP7.2Server的数据并完成到Ora-cle的数据转储,同时将一代炉役历史记录保存在Realinfo中。系统采集数据的时间间隔为1s,共从MP7.2Server端采集近500个数据采集点,包括高炉本体、槽下、软水系统等数据,考虑到不同数据的不同用途,在数据转储过程中,通过将500个数据采集点按用途分为4个表转储到Oracle中,通过Oracle客户端建立只读映射,读取L2级过程自动化系统数据(如配料计算数据),构建专家系统Oracle数据库平台。
鞍钢高炉专家系统数据采集鞍钢高炉专家系统的数据采集和济钢高炉专家系统数据采集非常类似,主要区别是:鞍钢没有购买数据转储软件,而是通过VC编程开发从OPCServer取数据写入Oracle数据库中。该方式与济钢选购转储软件进行数据采集比较,节省了购买数据转储软件的费用,但是VC编程数据转储开发时间较长且系统的稳定性较差。
武钢高炉专家系统数据采集武钢高炉专家系统的数据采集则是在新建高炉时就预留端口,在数据库中已经存储了按照采样频率要求需要采集的数据,因此建立的高炉专家系统的数据库可以省略数据转储这一过程,直接通过数据库的映射进入数据预处理的阶段。通过武钢、济钢和鞍钢的数据采集的情况,建议在高炉新建时考虑未来高炉专家系统的使用,预留端口,不仅可以减少数据转储的投入,还能将传统高炉二级系统和高炉专家系统放在一起共用一个数据库,这样,减少了一个数据库,从而降低了经费并缩短了开发时间。而对于类别(2),推荐济钢模式,虽然经费略有升高,但系统稳定性提高且开发时间缩短。


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。