当前,特别是高校、钢铁研究院等单位对“高炉专家系统”的研究是多方位的,“高炉专家系统”技术呈现出许多与以往不同的特点,而“高炉专家系统”技术发展的最显著特点是它与其他高新技术的结合,正是这种结合使高炉专家系统技术发展进入一个崭新的阶段。
“高炉专家系统”与数据库相结合由于高炉每时每刻都从传感器采集大量数据,因而“高炉专家系统”知识库必须存放传感器的瞬时数据、平滑处理数据、参数特征值、历史数据及推理参数值。并且随着“高炉专家系统”的运行,需要处理的复杂炉况的数据愈来愈多,知识库愈来愈大,“高炉专家系统”的知识库管理也更加困难。“高炉专家系统”可借鉴数据库中关于信息存贮、共享、并发控制和故障恢复技术,对其知识库进行管理、设计,从而实现大型知识库、共享知识库和分布式知识库,改善“高炉专家系统”的特征,提高其实用水平。如数据库的基本范例(输入、检索、更新等)可作为知识库范例,数据库的基本目标(共享性、独立性、分布性等)可作为知识库的基本目标。如果在“高炉专家系统”中引入数据库技术,将大大加强“高炉专家系统”的推理能力和数据处理能力。
“高炉专家系统”与神经网络技术相结合在高炉过程控制中,专家系统与神经网络技术有机地结合起来,可以收到良好的效果。以炉温预测为例,由于其逻辑关系不明确,抽取规则十分困难,难于建立专家系统,可通过神经网络来进行知识获取,通过建立神经网络专家系统来进行高炉炉温预测;又如,由于神经网络具有鲁棒性,可对传感器进行滤波,消除高炉信号噪声的干扰。神经网络具有联想能力,可对高炉料面曲线、炉顶煤气温度分布、软熔带形状进行模式识别,为高炉专家系统的知识获取提供方便。
“高炉专家系统”与多媒体技术相结合要把文字、数值、图形、图像及声音等各种信息结合起来,并引入“高炉专家系统”,必须采用多媒体的智能信息接口技术。实现语音、文字、图形和图像的直接输入输出是对新一代专家系统提出的要求,也是“高炉专家系统”走向真正实用化的重要期望。多媒体技术可用于“高炉专家系统”的运行过程中。例如炉况异常预报及操作指导可以通过广播的形式播出,报告给现场操作人员和技术人员;高炉管理人员可在办公室调用高炉生产的各种信息,监督高炉生产的运行情况,灵活地将监督信息反馈回高炉生产前沿,并可通过随身携带的多媒体终端在任何地方通过“高炉专家系统”来管理和监督高炉生产。多媒体技术与“高炉专家系统”相结合将为操作者提供高炉生产过程的全部信息,并提供合理操作的种种建议,以避免因不熟悉带来的误操作。
“高炉专家系统”与机器人技术相结合近年来,机器人技术的出现和发展使传统的工业生产面貌发生了根本性的变化。“专家系统”技术与机器人技术相结合,便形成了智能机器人,即“第三代机器人”。智能机器人具有知识库和推理机,能实现运动、感知、思维、人机通讯4种机能。在高炉冶炼过程中,可采用智能机器人进行操作和控制,使智能机器人能根据工作环境、对象及操作人员给予的指令和“自身”认识外界的结果来独立地决定工作方法,利用操作机构和移动机构实现任务目标,从而完成诸如高炉布料控制、异常炉况控制、设备故障对策、工艺参数控制、出渣出铁控制等多种操作。由于智能机器人基本上能独立作业,适应环境能力强,尤其是能适应高炉生产中的高温、高煤气含量的危险环境,使产品质量稳定、成品率高。因此,实现高炉智能机器人与高炉专家系统的共同控制是当今“高炉专家系统”的发展方向。
“高炉专家系统”的固化技术如果“高炉专家系统”通过智能化仪表来开发,从而通过智能化仪表群对高炉炉况进行预测、诊断和控制,必将大大提高高炉的智能控制水平。
多种技术集成实现高炉的智能控制与管理将多种智能技术结合起来形成混合系统,克服实际应用中的缺陷和不足,是当今智能系统的发展趋势。高炉冶炼工艺复杂,生产过程中影响炉况的因素很多,这就决定了高炉炉况知识的复杂性,再加上高炉控制过程实时性要求强,因此采用常规的专家系统建模、分析和控制的方法难以对高炉进行综合的控制。高炉应作为一个复杂的大系统来考虑,应按大系统的控制方法来对高炉进行控制,即以高炉人工智能为中心,以计算机智能生产系统为目标,发展成以新的控制理论及方法、专家系统、神经网络、集散控制系统、数据库、智能化仪表、多媒体等新型技术相结合的集成智能系统,从而实现高炉生产过程自动化与信息管理自动化。


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