本發(fā)明屬于冶煉，尤其是涉及一種用于鋼包精煉爐的過程自動化開發(fā)方法。

背景技術(shù)：

1、自動化開發(fā)應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)中主要的爐外鋼包精煉(ladlefurnace，lf)爐，具備畫面簡潔，功能齊全等功能，達到檢測和顯示鋼包精煉爐的生產(chǎn)過程，并根據(jù)鋼種設(shè)置不同的工藝模式，通過自學(xué)習(xí)使冶金模型達到最優(yōu)，以節(jié)省物力成本和人力成本，達到提高效率和節(jié)能減耗的目的。

2、過程控制(l2)級是整個自動化中最核心的控制層，包括跟蹤邏輯控制和模型計算，對鋼包精煉爐進行物料跟蹤以及實測數(shù)據(jù)采集和處理，通過一系列數(shù)學(xué)模型和控制算法，實現(xiàn)各種控制參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定計算，并傳遞給基礎(chǔ)自動化級實現(xiàn)對生產(chǎn)的直接控制。

3、過程控制自動化多采用經(jīng)典模型，基本都是理論模型，是建立在原始科學(xué)模型基礎(chǔ)上，已統(tǒng)計數(shù)值為基礎(chǔ)根據(jù)經(jīng)驗進行補償調(diào)試。在大多數(shù)情況下這些校正是靜態(tài)的，并假定干擾因素諸如儀表錯誤、使用的材料變化等是穩(wěn)定常數(shù)。在現(xiàn)實生活中，這樣的條件是很難長期達到的。儀表和其他設(shè)備一樣，不同使用周期有不同的狀態(tài)。因為磨損或不斷變化的環(huán)境條件(溫度，大氣壓力，灰塵覆蓋…等等)出現(xiàn)不同錯誤。儀表出故障后，可以更換其他特性相似但又不同的儀表。由于機械或其他部件的變化，儀表在維修后測量結(jié)果會有改變。所有這些因素都會影響任何類型的模型，經(jīng)典模型對此特別敏感?？稍诤线m環(huán)境中調(diào)整一次經(jīng)典模型。但在完成調(diào)整之后，模型結(jié)果精度將立即開始與輸入數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的精度一起漂移。

4、為了保證鋼包精煉爐的過程自動化更好地實施，急需解決經(jīng)典模型無法克服的困難。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問題，提供一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，所述用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法基于一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)系統(tǒng)，所述用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備、plc模塊、二級服務(wù)器、二級工程師站、二級操作員站和三級系統(tǒng)；

4、所述用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，包括以下步驟：

5、s1，現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)通過電纜或者通訊傳送至plc模塊內(nèi)，然后通過通訊傳送至二級服務(wù)器內(nèi)；

6、s2，二級服務(wù)器同時與三級系統(tǒng)通訊，獲取化驗室數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)計劃，并從二級操作員站獲取進程命令(如二級啟動命令)或者手動輸入的過程數(shù)據(jù)(鋼水重量，鋼水凈空高等)，從二級工程師站獲取本次冶煉需要的冶金數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)(本爐次生產(chǎn)計劃引導(dǎo)、煉鋼實例的主要數(shù)據(jù)修改。多個爐次的重新排序以及冶煉標準等)；

7、s3，通過二級服務(wù)器內(nèi)嵌入的模型軟件進行計算及比較，對實際生產(chǎn)的爐次相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)模型進行計算和自學(xué)習(xí)，最終生成適合生產(chǎn)的生產(chǎn)命令和指導(dǎo)生產(chǎn)的主要數(shù)據(jù)，比如加入材料的種類和重量；

8、s4，計算完成后將生產(chǎn)計劃以及模型計算出來的生產(chǎn)命令下發(fā)通過二級操作員站，并將響應(yīng)的工藝設(shè)置下發(fā)傳送至plc模塊；

9、s5，plc模塊按照計算結(jié)果對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，當爐次開始時，鋼包精煉爐根據(jù)當前爐次的鋼種及冶煉標準向plc模塊發(fā)送預(yù)設(shè)值以及過程參數(shù)(如工藝流程時間，設(shè)備的階段流量值，加料的種類及重量等)，plc模塊通過通訊獲取到鋼包精煉爐的模型預(yù)測值和過程參數(shù)，從而對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，逐級開啟相應(yīng)設(shè)備，直到爐次結(jié)束。

10、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，爐次進行和爐次結(jié)束的時候，plc模塊將現(xiàn)場設(shè)備的每爐最終參數(shù)傳給二級服務(wù)器，二級服務(wù)器將模型結(jié)果、生產(chǎn)狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)在二級操作員站進行顯示，以便操作工和工程師進行工藝流程數(shù)據(jù)判斷。

11、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，二級服務(wù)器將生產(chǎn)報告、生產(chǎn)狀態(tài)傳送給二級工程師站，二級服務(wù)器并存儲跟生產(chǎn)相關(guān)的相關(guān)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，同時將相應(yīng)的生產(chǎn)報告和生產(chǎn)狀態(tài)傳送給三級，以便存入公司數(shù)據(jù)庫，以便查詢。

12、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，二級服務(wù)器根據(jù)每爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對模型不斷地進行修改，生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括加料量、測溫值、介質(zhì)耗量和設(shè)備的位置參數(shù)；當某個現(xiàn)場儀表頻繁出現(xiàn)變動，導(dǎo)致煉鋼結(jié)果跟預(yù)期值有偏差，模型就會調(diào)整跟這個儀表相關(guān)的參數(shù)，并摒棄類似儀表變動過大導(dǎo)致的干擾數(shù)據(jù)，生成更優(yōu)的模型結(jié)果并發(fā)至plc模塊。

13、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，通過二級服務(wù)器內(nèi)嵌入的模型軟件進行計算及比較的方法包括lasso回歸算法、彈性網(wǎng)絡(luò)回歸算法以及決策樹回歸算法。

14、采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

15、本發(fā)明的一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，結(jié)合已有的經(jīng)典模型，加入自學(xué)習(xí)模式，使過程自動化更加適用于鋼包精煉爐lf生產(chǎn)環(huán)境，提高過程自動化的模型預(yù)測準確性。

16、本發(fā)明將自學(xué)習(xí)應(yīng)用于經(jīng)典模型，這是由于近幾十年來計算設(shè)備和計算機科學(xué)的發(fā)展，使得基于實際生產(chǎn)經(jīng)驗上的模型連續(xù)調(diào)優(yōu)成為可能。先進的概化算法可以對符合實際的模型修正量進行持續(xù)評估。如果儀表誤差偏移不是隨機的，它可以自動補償偏移。如果錯誤是隨機的，那么這意味著儀表損壞。但是，即使儀表損壞，在模型自學(xué)習(xí)的情況下，模型也能夠做到最佳精度的評估。使用現(xiàn)有的最優(yōu)的模型框架以及最先進的應(yīng)用平臺和軟件，高水平的編程技巧，擯棄常用的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，采用先進的mongodb，經(jīng)過連續(xù)性的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，以及對工藝過程的了解，可以對符合實際的模型修正量進行持續(xù)評估。本發(fā)明中的模型可以對經(jīng)常出現(xiàn)的生產(chǎn)狀況進行自動補償，即便是隨機的生產(chǎn)狀況，也可以根據(jù)工藝，做到最佳精度的生產(chǎn)預(yù)測。模型預(yù)測的準確性提高，將會實現(xiàn)生產(chǎn)標準化、提高生產(chǎn)效率、改進生產(chǎn)流程、減少能量損耗及提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

17、本發(fā)明中的模型含溫度預(yù)測模型、鋼水成分預(yù)測模型、合金加料預(yù)測模型等。在實施出期，可以使用經(jīng)典模型或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)形成的模型，然后在實際的生產(chǎn)過程中收集大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)最優(yōu)生產(chǎn)結(jié)果對模型進行優(yōu)化，不斷地對相關(guān)參數(shù)進行修正，直至現(xiàn)場外界參數(shù)變化對模型影響越來越小，模型越來越適應(yīng)現(xiàn)場生產(chǎn)狀況，得出比人為參與更優(yōu)的計算結(jié)果，指導(dǎo)現(xiàn)場操作工人的操作。

技術(shù)特征：

1.一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，其特征在于，爐次進行和爐次結(jié)束的時候，plc模塊將現(xiàn)場設(shè)備的每爐最終參數(shù)傳給二級服務(wù)器，二級服務(wù)器將模型結(jié)果、生產(chǎn)狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)在二級操作員站進行顯示，以便操作工和工程師進行工藝流程數(shù)據(jù)判斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，其特征在于，二級服務(wù)器將生產(chǎn)報告、生產(chǎn)狀態(tài)傳送給二級工程師站，二級服務(wù)器并存儲跟生產(chǎn)相關(guān)的相關(guān)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，同時將相應(yīng)的生產(chǎn)報告和生產(chǎn)狀態(tài)傳送給三級，以便存入公司數(shù)據(jù)庫，以便查詢。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，其特征在于，二級服務(wù)器根據(jù)每爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對模型不斷地進行修改，生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括加料量、測溫值、介質(zhì)耗量和設(shè)備的位置參數(shù)；當某個現(xiàn)場儀表頻繁出現(xiàn)變動，導(dǎo)致煉鋼結(jié)果跟預(yù)期值有偏差，模型就會調(diào)整跟這個儀表相關(guān)的參數(shù)，并摒棄類似儀表變動過大導(dǎo)致的干擾數(shù)據(jù)，生成更優(yōu)的模型結(jié)果并發(fā)至plc模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，其特征在于，通過二級服務(wù)器內(nèi)嵌入的模型軟件進行計算及比較的方法包括lasso回歸算法、彈性網(wǎng)絡(luò)回歸算法以及決策樹回歸算法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，所述用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法基于一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)系統(tǒng)，所述用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備、PLC模塊、二級服務(wù)器、二級工程師站、二級操作員站和三級系統(tǒng)，二級服務(wù)器內(nèi)嵌自學(xué)習(xí)模型。本發(fā)明的一種用于鋼包精煉爐的過程控制自動化開發(fā)方法，結(jié)合已有的經(jīng)典模型，加入自學(xué)習(xí)模式，使過程自動化更加適用于鋼包精煉爐LF生產(chǎn)環(huán)境，提高過程自動化的模型預(yù)測準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙元梅,德米特里·莫洛托夫,張銳,周鐘平,蔡鵬飛,朱永青,邵杭,王向陽,錢琪
受保護的技術(shù)使用者：浙江杭真能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21