|
煉鋼廠５０噸轉(zhuǎn)爐動態(tài)煉鋼控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用
（作者未知） 2010/5/26
（接上頁）r>
L降：下降過程實際槍位
W：計數(shù)模板當前計數(shù)值
N升：提升過程補償量
N降：下降過程補償量
M：校準點初始計數(shù)讀數(shù)
S：編碼器每周脈沖數(shù)
D：提升裝置卷揚輥直徑
（2）爐氣分析系統(tǒng)：
煉鋼廠四號轉(zhuǎn)爐動態(tài)煉鋼爐氣分析系統(tǒng)分為三個部分，即EMG模塊、SPS模塊和圖表站。其中EMG模塊運用于DOS下，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析；SPS模塊運行于UNIX下，主要用來采集控制閥（氣體閥）的參數(shù)；圖表站用來實現(xiàn)氣體含量的顯示。
轉(zhuǎn)爐動態(tài)煉鋼系統(tǒng)爐氣分析采用俄羅斯EMG-20-1型飛行時間質(zhì)譜儀，EMG-20-1是一種時間質(zhì)樸儀，專為記錄煉鋼轉(zhuǎn)爐或其它冶煉過程所排放氣體的質(zhì)譜圖并同時分析其中多個成分含量而設(shè)計。它屬于過程質(zhì)譜，能對轉(zhuǎn)爐排出的煙氣進行實時、連續(xù)監(jiān)控，從而達到優(yōu)化工作參數(shù)，對冶煉工藝和設(shè)備進行監(jiān)控、管理，完善工藝過程的目的。
EMG-20-1質(zhì)譜儀于2004年1月初開始安裝。質(zhì)譜儀安裝在轉(zhuǎn)爐的超凈化房間，采用真空泵將爐氣吸入質(zhì)譜儀進行分析。質(zhì)譜儀在氣體到達后0.3S的時間內(nèi)將爐氣分析出來，其中包括CO、O2、CO2、H2、N2、Ar六種氣體。
質(zhì)譜儀的原理是將采集到的爐氣氣體樣品引入電離區(qū)，通過電子撞擊，電離原子和分子以形成帶正電荷的離子。經(jīng)過固定電勢的加速電場，具有相同初始功能的離子被拋出。按照離子質(zhì)荷比的不同，在無場的漂移空間離子得以分開。離子的分離依靠離子在無場漂移區(qū)的飛行時間與其質(zhì)荷比的相關(guān)性。在具有相同功能的情況下較輕的離子較之較重的離子具有更高的速度并能較早到達檢測器。通過質(zhì)譜儀在時間刻度上的圖譜記錄和對這些數(shù)據(jù)的處理可以確定混合氣體的成分及百分比含量�，F(xiàn)在根據(jù)分析的CO的含量可以來指導(dǎo)轉(zhuǎn)爐的煤氣回收，根據(jù)H2的含量可以判定氧槍是否漏水。
辨能力和靈敏度。在反射器中離子借助靜電離子透鏡折回，具有同等質(zhì)量的離子的飛行時間得到校正，聚成離子束。在開始具有較高速度（能量）的離子通過了較長的飛行路線，所以和較慢的離子到達檢測器的時間相同。
（3）靜態(tài)控制模型：
靜態(tài)控制模型的主要任務(wù)是根據(jù)原料的條件尋找最佳的原料配比，并根據(jù)已知的配料確定冶煉的方案。轉(zhuǎn)爐靜態(tài)控制模型是轉(zhuǎn)爐煉鋼計算機終點控制的核心，其精度直接影響到終點鋼水碳含量與溫度同時命中率的高低。依據(jù)建立模型方法的不同，靜態(tài)控制模型有理論型、統(tǒng)計型和經(jīng)驗型。煉鋼廠50噸轉(zhuǎn)爐，采用經(jīng)驗型，構(gòu)成爐氣分析終點控制靜態(tài)模型。該模型建立在爐氣分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)終點控制。主要終點控制的參數(shù)為：O、C、Mn、P、溫度等。
（4）動態(tài)控制模型：
轉(zhuǎn)爐動態(tài)控制模型則是對靜態(tài)控制模型精度的補償。根據(jù)物料平衡、能量平衡、化學(xué)動力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等理論，以及爐氣分析結(jié)果建立脫C速度計算模型、溫度變化計算模型、其他元素變化計算模型等，采用增量校驗技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)對分析結(jié)果延誤的矯正和系統(tǒng)誤差的消除，提高轉(zhuǎn)爐的終點命中率。
動態(tài)控制模型主要由爐氣定碳模塊、溫度預(yù)報模塊、噴濺預(yù)報模塊、冷卻劑控制模塊構(gòu)成。模型的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)功能的實現(xiàn)是提高模型精度和使用性的關(guān)鍵。根據(jù)具體方式的不同，模型對誤差的處理方法大體又可分為數(shù)值處理方法和人工智能方法兩類。
數(shù)值處理方法：T.Hara[1]將每個預(yù)測模型都表示為
y’=F(x)+△a
式中，學(xué)習(xí)項△a在每爐噴吹結(jié)束后及時學(xué)習(xí)實際數(shù)據(jù)，并預(yù)測下一爐y-F(x)值。
另外，還可采用動態(tài)控制模型和反饋計算模型，其中反饋模型基于爐氣分析結(jié)果，分析動態(tài)模型的誤差趨勢，并根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則確定反饋量，從而達到調(diào)整動態(tài)模型誤差的目的。
人工智能方法：
人工智能方法模擬了人類專家的思維與決策過程，它可以引進人類經(jīng)驗并提高模型彈性，從而彌補傳統(tǒng)控制模型的部分缺陷和不足。
（5）管理功能：
煉鋼生產(chǎn)是物流和信息流密集的生產(chǎn)過程，保持物流和信息流的順暢，是生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)爐動態(tài)煉系統(tǒng)為過程級控制，信息采集、處理功能強大的監(jiān)控軟件，為實現(xiàn)部分過程級控制功能提供了可能，基于這一情況，在自控系統(tǒng)中開發(fā)了輔助管理功能。這一功能主要側(cè)重兩個方面：
生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和上傳：實現(xiàn)這一功能的基礎(chǔ)是構(gòu)建了高速的通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了全線數(shù)據(jù)的完整采集，然后通過網(wǎng)絡(luò)接口上傳給煉鋼廠生產(chǎn)管理的局域網(wǎng)。煉鋼廠4#轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng)：轉(zhuǎn)爐本體子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)爐煤氣回收子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)爐余熱利用子系統(tǒng)。采集上傳的數(shù)據(jù)為車間和煉鋼廠兩級生產(chǎn)管理和組織調(diào)度提供依據(jù)（未完，下一頁）
|