高炉专家系统.doc

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1、高炉专家系统摘要：本文叙述了高炉专家系统的发展与应用，分析了高炉专家系统存在的优点与不足，以及对国内专家系统的展望。关键词：高炉；专家系统；过程控制；冶炼AbstactThispaperdescribesthedevelopmentandapplicationoftheblastfurnaceexpertsystemanalysisoftheadvantagesanddisadvantagesoftheblastfurnaceexpertsystem,aswellastheoutlookforthedomesticex

2、pertsystem.1、前言随着机技术的普及，人工智能锈域的专家系统不断深入研究，已形成了如医学、地质等等领域的专家系统，并取得可喜的成绩，高炉冶炼专家系统也应运而生。1985年～迄今，在高炉操作计算机控制技术中，运用人工智能与知识工程技术，汇集经验操作者的智慧和冶炼理论研究专家的成果，构成多种专家系统，预测炉况发展趋并给出操作指示。目前高炉系统还在不断发展过程中，有优点也有不足，走在前列的有日本的新日铁等，国内已有以宝钢为代表的高炉专家系统在不断发展与完善。2、高炉专家系统概述由于高炉操作的复杂性，高炉操作又离不开

3、人的综台判断和经验，依靠综合判断系统也只能简单地定性反映高炉状况，及时提醒操作员注意，起预防作用。为了达到像人类一样操作高炉，必须搞专家系统，让计算贮存优秀的高炉专家经验，根据现场采集的信息，计算机独立作出判断。计算机依靠自身不断更新知识，作出正确判断，定量指导生产，这就是依靠人工智能领域的知识建立高炉专家系统把计算机在高炉上的应用更向前推进。高炉专家系统可分为三个组成部分：炉体状态专家系统、顺行状态专家系统、热状态专家系统。每部分又可分成若干个子系统，各子系统分别解决高炉冶炼工艺中的具体问题，高炉专家系统中各个子系统

4、是相互影响的。专家系统一般构成图如下：知识库知识获取子系统用户接口推理机用户解释子系统3、国外开发应用概况1985年以来，日本先于其它国家开发了用于高炉操作控制的BAISYS、SAFAIA、YBRID及G0一Stop等专家系统，并在实际中得以应用，其他国家随后也发展起来。2．1新日铁高炉专家系统高炉现场数据南过程计算机收集，经数据通讯通道传送到专用处理机去进行处理分析，其结果再返回现场显示。系统设有二个知识库，一为在线使用，一为离线使用。2.2鹿岛1号高炉专家系统其运行特点是将数学模型和实际规则两者相结合，操作数据采集

5、为2rain次，计算为10rain一次，取小时平均值。短期控制时，操作数据用于判断炉况。正常炉况下，喷煤比、风温及湿度等均用炉热指数TS数模控制，异常炉况下由经验规则来实施控制。专家知识库中含1200条规则。铁水硅含量[si]与铁水温度的预测命中率达85％一90％。长期控制时，操作数据用于诊断炉况，然后由生产决策者判定长期操作的方针与相关参数控制值。2.3水岛4号高炉专家系统该系统为Go—Stop模型的改进型炉况判断专家。动态模型在给定时间间隔内作一次运算，对过程、状态做出判断，静态模型离线运行产生的信息给工程师、管理

6、者作判断用。系统管理范围为修复风指导、异常炉况的操作、日常操作指导(炉体热负荷控制、炉底温度控制、无钟炉顶使用方法、低硅冶炼、防止炉缸不活跃)等方面。2．4模型集成系统新日铁大分厂2号高炉上的模型集成系统(SAFAIA系统)，是以软融带推断模型为主建立的。整个系统包含532个传感器，8种软融带模式，1个专家知识库(内含5850条规则)。在过程控制应用中，系统采样时间间隔1s(采集1200条过程数据)给出操作指示的时间间隔为5s。京滨1号高炉(4907m)上的模型集成系统，是以无钟炉顶炉料布料模型为主建立的。该系统的专家

7、知识库，是由装料制度、煤气流状态、炉体温度场、风量、风压、透气性等重要影响因素组成。2.5芬兰拉赫厂高炉专家系统芬兰罗德洛基公司拉赫厂2号高炉的控制模型，是20世纪90年代以后，在日本川崎Go—Stop系统的基础上发展起来的，由动态模型与静态模型组成，目标是保持高炉下部的热平衡，防止高炉出现不稳定和异常炉况。2.6奥钢联林茨厂高炉专家系统该系统为奥钢联工程技术公司与林茨厂联合开发，自1997年以来，专家系统在2772m高炉上以闭环方式成功地运行，在无操作人员任何介入的情况下，每天24h对燃料比、炉料碱度、燃油喷吹、加蒸

8、汽及炉料分布等实施自动控制。控制系统最显著的特点是对原燃料条件无苛刻要求，能适应原燃料条件变动的短期调整。此外，比利时、瑞典、澳大利亚、美国、俄罗斯等国也都相继开发应用了自己的高炉专家系统，并以其作为推动炼铁技术进步、挖掘高炉生产潜力、实现节能降耗的重要措施。4、国内开发应用概况多年来，在资金、技术、基础设施条件等与国外相差甚大的