“链篦机-回转窑专家控制系统”是基于智能控制技术、粗糙集理论和知识 发现技术,集生产信息记录、时序分析、生产指导于一体的大型生产信息管理及 专家控制系统。利用数据仓库、数据挖掘和通讯等技术实时记录、处理大量的生 产数据,并从中发现规则,进而指导实际生产的自学习专家系统;用实例数据反 映生产系统的输入、输出关系,从而避免了复杂工业控制上无法解决的建模问题, 实现了对生产过程的跟踪、监督、指导、控制功能。
一、系统的设计思想
在球团生产过程中,链篦机、回转窑系统热工制度的控制和调节是球团生产 的关键环节之一。根据实际经验的总结和对造球工艺理论的分析,对不同质量的 生球以及料层厚度,通过调整链篦机、回转窑各段工艺参数和操作参数,能生产 出良好的球团矿;即球团的最终质量都与这些工艺参数和操作参数有着一一对应 的关系,关键的问题是如何准确的确定这些关系。 建立一个大型的工艺参数、操作参数和离线反馈参数(人工输入)的数据库。通 过对历史数据的处理与分析,可以找到对应于某一生球质量和料层厚度下不同工 艺参数和操作参数所产生的不同结果,从中找出一级品率所对应的工艺参数和操 作参数。进一步结合熟练工人的操作经验,从而形成专家控制系统的指导规则, 用于指导生产。
二、系统的实现
整个专家系统分数据采集、资料挖掘形成专家知识库、表述规则指导操作几 个部分。系统的信息流程如下: * 数据采集:数据采集部分通过我们编写的OPC 客户端程序经由OPC Server 采集基础自动化中的相关工艺参数和操作参数;以及经过人机接口获取人工录入 的数据。 * 知识发现:数据采集阶段,已经把链篦机-回转窑系统生产过程中大量的工艺 参数和操作参数存入到了数据库中,经过数据预处理形成了我们的初期知识库。 在该初期知识库的基础上,通过使用粗糙集理论对其中的知识进行分析和挖掘, 最终形成我们专家系统的知识库。 * 规则表述:推理机程序以及专家意见的解释接口程序利用VB 编写而成,以 友善的人机接口表述专家意见(规则)。
三、系统的功能
根据实时检测出的不同生球质量和料层厚度,系统将给出工艺参数和操作参 数不同的指导规则,使工艺参数处于最佳的范围内,从而达到优化生产过程、提 高球团质量的目的。除指导生产功能外,系统还具有以下这些功能: * 质量跟踪查询 * 工艺参数及操作参数趋势曲线和各种报表查询打印 * 设备故障处理和恢复功能
四、系统所带来的效益分析
本系统已于鞍钢弓长岭二期球团厂试投入运行。目前该球团厂年产量约为 180 万吨,一级品率为60%左右,在使用本系统后,保守测算其产品的一级品率 提高一个百分点。按每吨一级品比合格品贵100 元计算,每年可创造效益为:100 ×1800000×1%=180 万元。
系统的前景市场分析
链篦机-回转窑这种新的球团工艺自上个世纪60 年代问世以来,就得到了世界各 国钢铁企业的重视,并获得迅速发展。目前,链篦机-回转窑法球团矿生产能力 已占世界球团矿总生产能力的40% 以上,并且规模在逐渐扩大,一套适合该生产 工艺的专家系统必将完善该工艺和提高球团生产的成品球质量,而本软件也将获 得巨大的生存空间。 同时,对所有大时滞、强耦合、无精确模型的复杂工艺生产过程,如何使各工序 的操作与前道工序的变化相适应,一直是难以解决的问题,该系统的研发为解决 这一问题进行了有益的尝试,系统的成功应用,将使复杂生产过程的自动控制成 为可能。