炼钢智能自动化系统

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转炉炼钢自动控制基础及工艺

仪表分类
凡是用来直接或间接将被测参数和测量单位作比较的设备, 量单位作比较的设备,均称为测量仪其分类有以下几种: 表.其分类有以下几种: 被测参数不同可分为: 不同, 1,按被测参数不同,可分为:压力测量仪表,物位测量仪表, 量仪表,物位测量仪表,流量测量仪温度测量仪表,成分分析仪表等. 表,温度测量仪表,成分分析仪表等. 显示方式:可分为指示式, 2,按显示方式:可分为指示式,指示记录,累积式,数字式和屏幕式等. 记录,累积式,数字式和屏幕式等.
设置过程自动化和生产控制级计算机的作用和目的为目的为: 优化全生产线生产过程,提高综合效益; 1,优化全生产线生产过程,提高综合效益; 控制优良过程的再现性, 2,控制优良过程的再现性,为整个生产过程实现稳定高质量和高效益提供手段; 实现稳定高质量和高效益提供手段; 满足多炼钢, 3,满足多炼钢,全量铁水预处理和全连铸等新工艺及产品方案系列钢种生产的需要; 新工艺及产品方案系列钢种生产的需要; 提高产量, 4,提高产量,产品合格率和金属收得率以及节能降耗并延长设备寿命; 节能降耗并延长设备寿命;
计算机控制系统简介
可分为: 可分为: 下位机: 下位机:PLC控制控制上位机: 上位机:工业监控
PLC控制系统
PLC主要有:ABB,SIEMENS,GE, MODICON等. 转炉系统用GE,连铸与热送用SIEMENS. GE简介:
工业监控软件
常用的有: 常用的有: 西门子: 西门子:WinCC; ; GE: iFix;Simplesity ; AB: eView; ; intouch; ; 北京亚琛:组态王; 北京亚琛:组态王;
工业自动化化
现代钢铁工业自动化化系统一般可分为: 现代钢铁工业自动化化系统一般可分为: 基础自动化,过程自动化和管理自动化. 基础自动化,过程自动化和管理自动化. 一级基础自动化级为设备级控制基础自动化级为设备级控制, 一级基础自动化级为设备级控制,包括检测仪表及控制, 检测仪表及控制,电力等传动系统控制和监控. 和监控. 二级过程自动化是在数据采集的基础上二级过程自动化是在数据采集的基础上又增加一些控制和管理功能. 又增加一些控制和管理功能. 三级管理自动化又分为总厂经营管理和三级管理自动化又分为总厂经营管理和分厂管理. 分厂管理.

冶金企业的自动化系统如何设计

冶金企业的自动化系统如何设计在当今高度工业化的时代，冶金企业面临着日益激烈的市场竞争和不断提高的生产要求。

为了提高生产效率、保证产品质量、降低成本以及增强企业的竞争力，自动化系统的设计和应用变得至关重要。

那么，如何为冶金企业设计一套高效、可靠且适应其特定需求的自动化系统呢？首先，我们需要深入了解冶金企业的生产工艺和流程。

冶金生产过程通常包括采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等多个环节，每个环节都有其独特的工艺要求和操作特点。

例如，炼铁过程中需要精确控制炉温、风量、料比等参数，以保证铁水的质量和产量；炼钢过程则需要严格控制钢水的成分和温度，实现精确的合金添加和精炼操作。

只有充分掌握这些工艺细节，才能为自动化系统的设计提供准确的依据。

在明确了生产工艺和流程后，接下来要确定自动化系统的总体架构。

一般来说，冶金企业的自动化系统可以分为三层：设备层、控制层和管理层。

设备层主要包括各类传感器、执行器和现场设备，负责采集生产过程中的各种数据和执行控制指令；控制层通常由可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）等组成，用于对生产过程进行实时监控和控制；管理层则通过企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）等实现生产计划的制定、调度和管理决策。

这三层之间通过网络进行通信，形成一个有机的整体，确保整个生产过程的高效运行。

对于传感器和执行器的选择，要根据具体的测量和控制要求来确定。

例如，对于温度测量，可以选用热电偶或热电阻传感器；对于压力测量，可选用压力变送器；在执行器方面，电动调节阀、气动调节阀和变频器等都是常见的选择。

同时，为了确保测量和控制的准确性和可靠性，传感器和执行器的安装位置、防护等级以及校准和维护等都需要精心设计和安排。

控制系统是自动化系统的核心部分。

在选择 PLC 或 DCS 时，需要考虑系统的规模、性能要求、可靠性以及扩展性等因素。

对于规模较小、控制逻辑相对简单的生产环节，可以选择成本较低的 PLC 系统；而对于大型、复杂的生产过程，如炼铁高炉或炼钢转炉等，则需要采用功能强大、可靠性高的 DCS 系统。

转炉炼钢自动化控制

漫谈转炉炼钢自动化控制中图分类号：tf4摘要:本文属于综述性文章，主要谈了加强自动化转炉炼钢的必要性、转炉炼钢的自动化工艺及实行方法，对从宏观上了解自动化转炉炼钢有一定的积极意义。

关键词:工艺流程、自动化技术、rbf神经网络一、引言我国属于发展中国家，在很多技术上相对落后，这其中就包括钢铁行业。

而钢铁属于国家战略性资源，对一个国家的发展起着重要的制约作用。

我国目前的钢铁企业生产的钢板质量偏低,而成本耗能还偏高,尤其缺乏高质量，低能耗的的精品钢和特种钢两种类型的产品。

因此，我国的钢铁企业必须尽快加大炼钢技术的改造力度，通过现代化的自动控制技术来提高钢铁企业的生产能力和产品质量，以期尽可能适应日益严峻的国际国内炼钢形势的发展，使得我国钢铁企业在竞争激烈的市场环境下，求得生存和发展。

二、转炉炼钢的自动化工艺流程及技术简介自动化转炉炼钢主要是先对炼铁厂提供的铁水进行预处理, 然后再对铁水一定的冶炼加工, 最后形成钢。

转炉冶炼铁水成钢, 主要包含了这样一个过程, 首先进行氧化,去除杂质；然后加入一定的石灰等来制造氧化性的炉渣,在此过程中, 还需要一定的热量来升温,最后,还要加入脱氧剂和合金料来最终生成钢材料。

具体来说,自动化转炉炼钢包含了以下几个方面的基本工艺流程:炼钢原材料,即主要为铁水,外加一些增加剂；合适的装入制度,即炉容比,炉池深度和铁水比例；供养制度, 即供养压力, 强度,枪位和氧枪的喷头等都有考究；造渣制度, 即炉渣要有一定的碱度, 在造渣的过程中,最好应用计算机自动加料的方法把石灰分批次的进入炉中；温度制度,即要确定出钢的温度和冷却剂类型和数量；终点控制与出钢合金化,即要注意采用计算机终点控制技术,来取得炉碳温度的双命中, 此外, 还要进行沉淀脱氧和真空脱氧,并与合金化几乎可以同时进行,最后,在出钢的时候,一定要注意挡渣的工序,否则,将会严重影响炼钢的质量和效果。

三、转炉炼钢的自动化技术简介转炉炼钢自动化技术,一般包含了以下几种: (1)检测技术:传统的转炉炼钢已经很难适应现代社会的生产要求, 尤其是随着检测技术,计算机技术和自动化技术的飞速发展, 转炉炼钢的自动化技术也随之改进。

邯钢三炼钢转炉自动控制系统的应用

维普资讯
《山西冶金》
・５１・
ＤＨ十网，要用来监控汽比系统、尘烟气主除系统和设备冷却水系统的过程参数以及设备
状态；台原料监控站，连接到以太网，一它主
摘要主要介绍了邯钢三炼钢转炉自动控制系统的应用，包括软硬件配置、系统功能、ＬＰＣＰＣ、Ｌ及上位机之间的通讯，络问信息的传榆。网关键词上位机可缟程控制器ｓｅｐｉａｉｎｏｔｍａｉｎＣｏｔｏｙｔｍｉｎｅｔｒｏｒＣｏｖｒｏｆＮＯ．ｔｅｌｎｌ３ＳｅｌＰａｔ
ＡｕｏｔｚｔｏｐｒｍｅｔｔｍａｉａｉｎＤｅａｔｎ，ＨａｄｎＳｅｌ＆ＩｏｏｐＣｏａｙＨｕＱｉｎａｔｅｒｎＧｒｕｍｐｎｎｇ
了更广阔的空间。
场的开关量信号和模拟量信号，ＨＭＩ示在显器上显示现场设备的状态以及生产过程数
据，供给操作人员使用。ＰＣ控制层也能提Ｌ通过计算机网络接收ＨＭＩ的指令，以直接控制现场设备的运行。
Ｉ１系统硬件配置．
每座转炉的ＨＭＩ监
控层由五台工业Ｐ机组成，用研华工控Ｃ采机：腾２６Ｐ，奔６ＣＵ内存６，示卡３４４Ｍ显Ｄ，Ｍ显存，４倍速光驱，２３寸软驱，Ｃ３ＯＭ网卡，７４１８ＫＴ卡，星５ｍ彩色显示器。这三４ｃ

DCS系统在冶金行业中的应用及其关键技术

DCS系统在冶金行业中的应用及其关键技术随着科技的不断发展和更新，自动化控制系统在各个行业中的应用越来越广泛。

在冶金行业中，DCS（分散控制系统）作为一种重要的自动化控制系统，被广泛应用于炼铁、炼钢、冶炼等工艺过程中。

本文将对DCS系统在冶金行业中的应用及其关键技术进行探讨。

一、DCS系统在冶金行业中的应用1. 炼铁工艺中的应用炼铁工艺是冶金行业中的核心工艺之一，其过程相对复杂，需要实时监控和控制。

DCS系统在炼铁工艺中的应用主要包括高炉燃烧控制、料堆控制、烧结机控制等。

通过DCS系统，可以实现高炉燃烧的优化控制，节约能源，提高炉温和产量；同时，DCS系统还可以对料堆进行自动控制，确保原料的均匀性和稳定性；此外，DCS系统还能够对烧结机进行自动化控制，提高烧结矿的质量和产量。

2. 炼钢工艺中的应用炼钢工艺是冶金行业中另一个重要的工艺过程，对温度、压力、流量等参数的控制要求非常严格。

DCS系统在炼钢工艺中的应用主要包括转炉控制、连铸控制、轧钢控制等。

通过DCS系统，可以实现转炉燃烧的自动化控制，提高炉温的稳定性和炉渣的质量；同时，DCS系统还可以对连铸过程进行监控和控制，确保钢水的质量和连铸坯顺利输出；此外，DCS系统还能够对轧钢过程进行控制，提高产品的成品率和质量。

3. 冶炼工艺中的应用冶炼工艺是冶金行业中的另一个重要环节，其过程涉及到多个工序和设备的协同运行。

DCS系统在冶炼工艺中的应用主要包括矿石破碎、矿石浮选、冶炼反应、尾渣处理等。

通过DCS系统，可以对矿石破碎过程进行监控和控制，确保矿石的粒度和质量符合冶炼工艺要求；同时，DCS系统还可以对矿石浮选过程进行自动控制，提高选矿的效率和回收率；此外，DCS系统还能够对冶炼反应进行实时监控，确保反应的稳定性和产品质量；最后，DCS系统还能够对尾渣处理过程进行控制，减少环境污染。

二、DCS系统在冶金行业中的关键技术1. 数据采集和处理技术DCS系统需要采集大量的数据，并对数据进行实时处理和分析。

钢铁行业智能化钢铁生产过程的精细化管理方案

钢铁行业智能化钢铁生产过程的精细化管理方案第一章：概述 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (3)第二章：智能化钢铁生产流程分析 (4)2.1 生产流程概述 (4)2.2 关键环节分析 (4)第三章：生产数据采集与处理 (5)3.1 数据采集方式 (5)3.1.1 自动化传感器采集 (5)3.1.2 视觉识别技术采集 (5)3.1.3 手动录入与设备对接 (6)3.2 数据处理方法 (6)3.2.1 数据清洗 (6)3.2.2 数据预处理 (6)3.2.3 数据挖掘与分析 (6)3.2.4 数据可视化 (7)第四章：生产调度与优化 (7)4.1 调度策略 (7)4.2 优化方法 (7)第五章：质量监控与控制 (8)5.1 质量监测技术 (8)5.1.1 概述 (8)5.1.2 物理检测 (8)5.1.3 化学分析 (8)5.1.4 在线检测 (8)5.2 质量控制措施 (9)5.2.1 完善质量管理体系 (9)5.2.2 严格原材料检验 (9)5.2.3 优化生产工艺 (9)5.2.4 加强过程控制 (9)5.2.5 提高员工素质 (9)5.2.6 建立质量反馈机制 (9)5.2.7 加强供应商管理 (9)5.2.8 增加质量投入 (9)第六章：设备管理与维护 (9)6.1 设备管理策略 (10)6.1.1 设备管理目标 (10)6.1.2 设备管理原则 (10)6.1.3 设备管理策略 (10)6.2.1 维护保养内容 (10)6.2.2 维护保养方法 (10)6.2.3 维护保养措施 (11)第七章：能源管理与节能减排 (11)7.1 能源管理措施 (11)7.1.1 建立能源管理体系 (11)7.1.2 优化能源结构 (11)7.1.3 实施能源审计 (11)7.2 节能减排策略 (12)7.2.1 生产过程节能 (12)7.2.2 余能回收利用 (12)7.2.3 废气处理与排放 (12)7.2.4 废水处理与排放 (12)7.2.5 固废处理与资源化利用 (12)第八章：安全环保与职业健康 (12)8.1 安全生产措施 (13)8.1.1 安全生产责任制 (13)8.1.2 安全生产管理制度 (13)8.1.3 安全生产投入 (13)8.2 环保与职业健康管理 (13)8.2.1 环保管理 (13)8.2.2 职业健康管理 (14)第九章：人员培训与素质提升 (14)9.1 培训计划 (14)9.1.1 培训目标 (14)9.1.2 培训对象 (14)9.1.3 培训内容 (14)9.1.4 培训方式 (14)9.1.5 培训周期 (15)9.2 素质提升措施 (15)9.2.1 建立完善的激励机制 (15)9.2.2 开展内部竞聘 (15)9.2.3 职业生涯规划 (15)9.2.4 加强师资队伍建设 (15)9.2.5 建立培训效果评估体系 (15)9.2.6 拓展培训渠道 (15)9.2.7 强化企业文化传承 (15)第十章：智能化钢铁生产精细化管理实施与评价 (15)10.1 实施步骤 (15)10.1.1 明确目标与任务 (15)10.1.2 制定实施计划 (15)10.1.3 技术研发与引进 (16)10.1.4 培训与人才储备 (16)10.1.6 管理体系优化 (16)10.2 效果评价与持续改进 (16)10.2.1 效果评价指标 (16)10.2.2 效果评价方法 (16)10.2.3 持续改进措施 (16)，第一章：概述1.1 项目背景我国经济的持续发展和工业4.0战略的深入推进，钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业，正面临着转型升级的压力和挑战。

冶金行业自动化控制系统解决方案

冶金行业自动化控制系统解决方案冶金行业的自动化控制系统是指通过计算机技术、通讯技术、控制技术等将冶金生产过程中的各个环节进行集成和优化，从而提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性的技术手段。

下面将提供一个1200字以上的冶金行业自动化控制系统解决方案。

冶金行业的自动化控制系统解决方案主要包括以下几个方面：1.生产过程的优化控制：通过对冶金生产过程中的各个环节进行监控和管理，实现生产参数的自动调节和优化。

例如，在高炉炼铁过程中，可以通过自动化控制系统对原料的投入、温度、氧气含量等参数进行实时监测和调节，以保持炉内的最佳工艺状态，提高冶金过程的效率和质量。

2.能源管理系统：冶金行业是一个能源消耗较大的行业，因此合理利用和管理能源对于提高生产效率至关重要。

通过自动化控制系统可以对冶金生产过程中的能源消耗进行实时监测和管理，并通过数据分析和优化算法提供相应的节能方案。

例如，在钢铁炼钢过程中，可以通过自动化控制系统对炉温、电力消耗、燃料消耗等参数进行实时监测和分析，以实现能源的最优利用。

3.质量控制系统：冶金产品的质量对于企业的竞争力和市场地位至关重要。

通过自动化控制系统可以实现对冶金产品生产过程中的各项指标进行实时监测和控制，确保产品质量的稳定和一致性。

例如，在铸造过程中，可以通过自动化控制系统对铸型温度、冷却速度等参数进行实时监测和控制，以保证铸件的质量。

4.安全监控系统：冶金行业是一个高温、高压、有毒有害的生产环境，安全生产至关重要。

自动化控制系统可以实现对冶金生产过程中的各项安全指标进行实时监测和报警，并对危险环境和设备进行监控和管理。

例如，在高炉炼铁过程中，可以通过自动化控制系统实时监测炉压、炉温等参数，并在出现异常情况时自动报警和采取相应的安全措施。

5.远程监控和管理系统：冶金生产通常分布在较大的区域范围内，通过自动化控制系统可以实现对各个分散的生产设备和生产线进行远程监控和管理。

例如，通过远程控制中心可以对距离较远的生产设备进行远程操作和调节，提高运行效率和管理水平。

炼钢生产物流信息自动化采集与分析系统的设计与实现

收稿日期：０００一６２１ —３Ｉ
１炼钢生产工艺流程中的物流分析
炼钢生产工艺的特点是连续性强、工序点多、作业特征复杂多变心。从生产过程中原料转移、化］转
的特点来看，钢生产的过程中，炼钢产品的生产批量大，生产过程中会有大量的生产所需原料（如铁水、
ｓｅｌｒｄｃｉｎｔａｒｕｈｕｃｉｎｏｏｌｃｉｎａｄａａｙｉｆｗｏｋｈｐｔａｅｅ＇ａｄｓｕｆｏｉｔｓｉｆｒｔｎ．ｒ — ｔｅｏｕｔｏｃｒｙｏｔｔｅｆｎｔｆｃｌｅｔｎｎｌｓｓｏｒｓｏｒｖｌｒｎｔｆｓｌｇｓｉｎｏｍａｉｐｏｏｏｓ＇ｃｏｅ
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ＷＵｅｌ，ＷＡＮＧｈｏｓｅｇ，ＨＡＮＧｉｇ，ＺＨＡＮＧｈｎＸｕ－ｉＳｕ —ｈｎＺＪｎＺａ
（ｏｌｇｆＥｌｃｒａｇｎｅｉｇａｄＩｆｒｔｎＳｉｎｅＣｌｅｏｅｔｉｌＥｎｉｅｒｎｎｎｏｍａｉｃｅｃ，ＨｅｅＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｃｎｌｇ．ＳｉａｈａｇＨｅｅｅｃｏｂｉｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙｈｊｚｕｎｂｉｉ
第２７卷第５期

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年月第卷增刊控制工程

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炼钢智能自动化系统

曲丽萍曲永印白晶柳成

北华大学电气信息工程学院

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摘要全面分析了转炉炼钥生产特点并在此基础上建立了神经元网络的预报模型和控制模型同时将炼钢的终点温度和终点破含童作为控制目标计算氧气的补吹童和冷却

剂的补入童实现转炉炼钢的终点控制从计算机仿真结果看终点温度和终点破含童仿真

精度高控制策略有效关键词转炉炼钢终点控制终点温度终点碳含童氧气补吹童冷却剂补入量中圈分类号钾刀文献标识码

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引言氧气顶吹转炉炼钢存在自动化程度低下钢产品质量时好时坏事故多发等问题针对这种现状自行研制了转炉炼钢综合自动化系统该套系统投人运行后对炼钢生产全过程进行了全面监

视自动控制和现代化管理所有参数实现了实时监控实时记录自动报表打印操作人员能够

精

确地把握各种原料的给进量及比例并及时调整氧气和氮气压力能够及时掌握氧枪水冷护套泄漏迹象进而及时采取必要措施防止重大事故的发生虽然上述系统大大提高了炼钢自动化水平但

要全面提高炼钢质量提高生产效率降低能量消

耗还需进一步改进为此在原有基础自动化系图系统结构

圈

统的基础上加人了炼钢终点智能控制策略使原转炉炼钢智能控制系统可分为废钢及铁水重量

有的转炉炼钢综合自动化系统上升为转炉炼钢智能监视仪表监视控制及电气控制指示三部分废钢控制系统及铁水重量监视部分包括安装于天车上的压式称重,,,

。,,

‘

传感器配料控制器叹无线数

转炉炼钢智能自动化系统三弩竺亡似丫毛少竺竺下巴犷竺丫甲二匕笠会甘平

一、“”一一一一”一据采发站无线接收中心和废钢及铁水

转炉炼钢智能自动化系统结构系统结构监视计算机仪表监视控制部分包括重量流量如图所示压力温度等传感器及调节阀仪表

扰

收稿日期加肠拐收修定稿日期么艾斤岭甚金项目科技部科技型中小企业技术创新基金小额资助项目以场石夕发叮作者简介曲丽萍肠女山东昌邑人副教授研究生主要从事智能控制等方面的教学与科研工作

© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net控制工程第卷乃‘〕通讯适配器通讯分线箱工艺子图监控计算机服务器工艺子图监控备用计算机备用服务器散装料监视计算机煤气回收监控计算机和车间生产调度计算机电气控制指示部分包括电气加关关通讯适配器和电气控制指示计算机上述各计算机组成计算机网络实现数据共享转炉炼钢智能控制策略转炉炼钢的终点控制主要是指终点温度和成分的控制终点控制不仅要保证终点含碳量温度的精确命中确保成分达到出钢要求而且要求控制尽可能低的钢水氧含量〔‘〕转炉炼钢智能控制系统采用的是国际上先进的控制方法静态控制和动态控制相结合策略系统采用副枪在吹炼过程中测量温度取样测定钢水中碳含量和氧含量以及熔池液面高度等并送人计算机的实时数据库当转炉接近终点时将测到的温度及碳含量输人优化计算机优化计算机根据所测到的实际数值利用优化专家系统动态模型计算出达到目标温度和目标碳含量补吹所需的氧气量及冷却剂加人量并以测到的实际数值作为初值以后每吹氧启动一次动态模型预测熔池内温度和目标碳含量当温度和碳含量都进人目标范围时发出停吹命令转炉炼钢的终点控制目标如图所示碳含图转炉炼钢的终点控制目标转炉炼钢系统是一个大时滞非线性强藕合的复杂系统系统内部物理化学反应繁多物质流能量流交叉进行这样纷繁复杂的系统要想实现“高产低耗优质长寿”的多元化优化目标确实不是一件易事为实现高产低耗的优化目标建立如下多元化目标函数‘鬃肇留二肇,豁肇譬。誓二队式中均为参数向量为原料参数为控制参数为状态参数为设备参数各偏导数为其随时间变动的变差积分区间」为炼一炉钢的起始与结束时间为冶炼时间

式代表产量泛函求利用系数的最大化式代表能耗泛函求耗能的最小化图

由于上述多元优化目标函数的优化解既具有相容规律又具有矛盾规律因此很难套用现成的数学公式进行求解经过深人实践潜心研究

摸索出一套样本空间模型样本空间模型就是将以前炼钢生产各参数数据分成若干个样本列出每个样本的相关各项参数及产量能耗生成系统优

化表形成炼钢专家知识库进而形成带有推

理机

制的优化专家系统

在每炉钢吹炼之初人炉铁水量人炉废钢量及各种散装料量都自动记人系统数据库根据这些

数值通过优化专家系统的计算生成保证高产

低耗的最佳终点温度和最佳终点碳含量转炉炼钢生产使用副枪可以在吹练过程中在线测量温度

取样测定钢水中碳含量和氧含量以及熔池液面

等并送人计算机的实时数据库当转炉接近终点

时将测到的温度及碳含量输人优化计算机计

算

出达到目标温度和目标碳含量补吹所需的氧气量及冷却剂加人量并以测到的实际数值作为初值以后每吹氧启动一次动态模型预测熔池内温

度和目标碳含量当温度和碳含量都进人目标范

围

时发出停吹命令转炉炼钢一般分为初期中期和后期三个阶段终点控制主要是在后期完成的是根据第

一次

副枪检测结果通过吹人适量的氧气和加人一定量的冷却剂使炉内的钢水温度和碳含量达到要求的目标范围在转炉炼钢后期钢水中的杂质大部分

已经脱除反应过程不像主吹阶段那样剧烈逐渐

趋于稳定钢水中的碳含量和温度表现出比较确定的规律

为了使转炉炼钢终点命中目标在补吹阶段需要吹人一定量的氧气和加人适量的冷却剂同时为

了使冶炼过程顺利进行还要加人一些辅助原料

通常包括石灰混料矿石和白云石等由

于

神经网络从输人层到隐含层是径向基函数从隐含层到输出层为线性关系可以采用线性调整技术

因而收敛速度快且不易陷人局部极值点因此

以副枪检测信息为基础建立转炉炼钢终点温度和

碳含量预报的神经网络两个网络的结构完

全相同输人节点为个两个网络前个节点相

同分别对应于补吹氧气量补吹阶段加人铁皮量石灰量混料量矿石量和白云石量对

于

终

点温度预报神经网络第个输人节点对应于第一次副枪检测到的钢水温度界而对于终点碳含量

广

萍等

炼钢智能自动化系

统

预报神经网络第个输人节点则对应于第一次

副

枪检测到的钢水碳含量份隐含节点数由训练结果确定输出节点为个对应于终点钢水温度双或碳含

量

转炉炼钢终点控制的目标是终点温度和碳含量而动态控制模型则是根据副枪检测到的钢水状况和吹炼终点要达到的目标确定控制量即吹氧量

和加人冷却剂量因此在某种意义上讲动态终

点控制模型就是转炉炼钢终点过程的逆模型前文建立了转炉炼钢动态终点预报的神经网络模

型在

这里建立转炉炼钢过程的动态控制模型从而实

现整个过程为的传递输人为要求的终点温度和

碳含量而输出为实际的终点温度和碳含量由于

网具有很强的非线性映射能力因此这

里

采

用网建立控制模型建立神经网络逆系统的方

法有直接逆系统建模正逆系统建模等方法

闭

本

文用正模型逆系统学习方法即先要建立一个对象

的正模型用逆神经网络的期望输人与受控系统正模型输出之差来调整逆神经网络的权值因而它是

使系统正模型输出与期望输出之差最小而不是

使

逆神经网络输出与系统输入之差最小

转炉炼钢动态终点控制系统如图所示

个分别对应上述三个变量网络输出对应于补吹氧气量△而补吹阶段加人的冷却剂量则与副枪检测时的钢水温度和碳含量以及目标钢水温度和碳

含量有关因此加人冷却剂神经网络控制器输人节点为个网络输出对应于加入的冷却剂量

磷

隐含层节点数通过训练决定

转炉炼钢智能控制的仿真研究

以某厂转炉的实际测量数据进行神经

网络预报模型和控制模型的训练预报模

型

的隐含

层节点数为学习率,误差准则

。

神经网络控制模型的隐含节点数为

学习

率,二误差准则。二田仿真过程与实际转炉炼钢过程相对应转炉冶炼终点碳含量冶炼终点温度如图图所示

门瓜习旧口巨瓦瞬际,

翻

闻口日厂八刃口口伪压「五模型叫」丑

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欣住冰亡旬

‘二

瓣万硕争一工兀岁工口瓣」炉数图转炉冶炼终点碳含图动态终点控制系统图中△为补吹阶段所需的氧气量为终点钢水碳含量一为主吹结束时副枪测得的钢水碳含量一磷为冷却剂的加人量乓为目标终点碳含量一几为目标终点钢水温度℃份为主吹结束时副枪测得的钢水碳含量一界为主吹结束时副枪测得的钢水温度℃神经网络预报模型输出为钢水终点碳含量,和终点温度几神经网络控制模型有两个一个是补吹阶段所需吹氧量神经网络另一个则是补吹阶段加人冷却剂神经网络网络结构为三层网在补吹阶段所需吹氧量与副枪检测时钢水中的碳含量目标碳含量以及补吹阶段加人的冷却剂有关在实际炼钢中为了操作方便通常只加人一种冷却剂而其他辅助原料加人量很少忽略其对氧气量的影响因此补吹氧气量神经网络控制器输人节点为以洲厂可产酬厂一一一门厂「溯万下门自厂而网旧「瓦仁加口压爪矛门门「瓜勺瓜了「〕可旧了例网巫〕口口幼初钊汀门「【口瓜、月口〔巨二门门目口口口,盯且口汉尸口切、泳陈州压尸尸勺,肠一“二尸尔丫℃阴气

炉数

图转炉冶炼终点温度

由图和图可以看出转炉冶炼的终点碳含

量和终点温度的仿真结果很理想

结语

转炉炼钢冶炼环境恶劣钢水温度极高很难

准确地对其进行连续测量而且影响终点的因素很

多给转炉炼钢终点控制带来很大困难基于神经

网络的转炉炼钢终点控制通过预报模型的传递作

用使得对神经网络控制模型的训练不是使控制模

型的输出与实际补吹氧气量和加人冷却剂之差为最

小而是使预报模型的输出与实际终点温度和碳含量之差最小提高了控制模型的精度克服了

传统

方法只根据边界条件确定补吹氧气量和加人冷却剂量的缺点下转第

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