[发明专利]具有自学习控制功能的高炉布料控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉多环布料自动控制系统，用于无料钟炉顶高炉的多环布料方式，使得在炼铁过程中实现布料过程中均匀布料，特别是用于控制料流阀开度的智能控制。

背景技术

目前的高炉布料，特别是在大型高炉，主要的布料方式是多环布料。它实现了等面积布料对稳定炉况、提高煤气利用、降低焦比起到了明显作用。合理布料能提高产量，有利于高炉顺行，降低燃料消耗。由于炉内料柱的空隙度约在O.35—0.45，且上升的煤气对炉料的阻力约占料柱有效重量的40%～50%，导致煤气分布不均匀。通过改变煤气分布，减少对炉料的阻力，从而保证高炉稳定、顺行、提高冶炼强度、增加产量。通过合理布料能延长高炉寿命。边缘气流过分发展时，必然加剧炉墙侵蚀。通过布料控制边缘气流，既能保护炉墙，又能改善煤气利用。合理布料还可以预防和处理一些同类型高炉冶炼时发生的事故，如：高炉憋风、处理炉墙结厚、边缘过重，引起渣皮进一步脱落等。

由于高炉布料的原料配比、质量、粒度变化频繁，增加了布料难度。高炉布料的被控对象相对复杂，系统扰动较多，例如称量罐称重偏差，原料粒度变化造成了布料难以均匀，料流阀和溜槽等设备误差等，要实现每环的布料稳定，保证设定时间布料正好就相对困难。

目前，高炉布料方式基本采用人工手动布料，每次根据称量罐的原料重量，通过简单的公式计算出一个料流阀开度。这种控制方式不仅增加了操作者的工作量，而且开度的计算也很难精确，经常会出现提前料空或者设定时间剩料，这样势必会导致高炉的炉况恶劣。所以，研究出一种智能化的高炉布料方法就非常迫切。 

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自学习控制功能的高炉布料控制系统，可有效解决现有控制方式既增加工作量又不准确的缺点，本发明基于专家自学习的多环布料控制系统，通过专家自学习系统来控制料流阀开度，一旦出现布料时间偏差，则根据偏差情况自动修正专家知识库，直到满足工艺要求为止。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

1）根据现场的相关历史数据，拟合出多条由各种原料布料过程中的流量和料流阀开度的关系曲线，并把这个特性曲线离散化保存；

2）由设定的布料时间和称量罐的重量计算出原料理论流量，根据每次的原料理论流量计算料流阀开度；

3）为保证专家知识库的更新收敛速度和稳定性，采用自学习算法以适应原料种类、原料重量、布料时间、布料倾角等参数的变化；

3）当出现其他未知变量或者无法检测的因素对布料造成影响时，会造成提前料空或者设定时间剩料，本系统通过自学习方法更新自学习知识库；

4）对于多环布料这个多扰动的被控对象，本方法具有良好的自适应能力；

5）本发明适用于铁矿石和焦炭等原料的布料，在根据原料理论流量布料，利用人工智能的方式，调整料流阀开度，完成布料的优化控制。

6）对于自学习表格的修改，采用模糊控制方式，加快收敛速度，减少误差。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明可有效解决现有控制方式既增加工作量又不准确的缺点，本发明基于专家自学习的多环布料控制系统，通过专家自学习系统来控制料流阀开度，一旦出现布料时间偏差，则根据偏差情况自动修正专家知识库，直到满足工艺要求为止。对于多环布料这个多扰动的被控对象，本方法具有良好的自适应能力；本发明适用于铁矿石和焦炭等原料的布料，在根据原料理论流量布料，利用人工智能的方式，调整料流阀开度，完成布料的优化控制。对于自学习表格的修改，采用模糊控制方式，加快收敛速度，减少误差。

附图说明

图1是本发明的控制结构框图；

图2是本发明的专家控制器控制原理图；

具体实施方式

本发明基于专家自学习的多环布料控制系统，通过专家自学习系统来控制料流阀开度，一旦出现布料时间偏差，则根据偏差情况自动修正专家知识库，直到满足工艺要求为止。多环布料的专家自学习系统依据不同原料地流量特性和料流阀开度建立多条关系曲线。初始专家系统通过理论布料知识建立，随着系统投入运行使用后，根据现场工艺设备及实际布料情况逐步修正专家知识规则，最终完善专家知识库。

1、理论依据：

通过对高炉布料工艺的了解，决定料流阀开度的主要因素有设定的布料时间、原料种类、原料的重量、料流阀机械特性等。