烧结机物料全过程智能自动控制

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摘 要:本论文针对莱钢型钢炼铁厂大型综合原料场和400m2烧结机的实际情况,以提高管理水平,降低能源消耗,扩大烧结机产量为目标进行的基础自动化的研究.

关 键 词：烧结机；自动控制；指导系统

中图分类号：TP27文献标识码：A

引言

本项针对莱钢型钢炼铁厂大型综合原料场和400m2烧结机的实际情况,利用基础自动化控制,实现对三电一体化的自动控制,使烧结全过程得到优化控制.并以知识库和推理机为核心构建专家系统的骨架系统,形成烧结操作指导系统.对提高管理水平,降低能源消耗,减少环境污染起到重要作用.

研究内容

本项目针对该烧结机的实际情况,以提高管理水平,降低能源消耗,扩大烧结机产量为目标.在基础自动化控制中,该项目在原三电一体化（EIC）自动控制的基础上,实现了工业以太网双星形网络冗余技术、实现了双转子翻车机全自动一键式翻卸车皮智能控制、优化了配料系统的配比计算模型,实现了数据处理及误差的矫正技术,并且实现了混合料水分自动控制要求；实现了汽包水位的三冲量前馈-串级控制.在过程控制中,采用烧结终点BTP的模糊控制与烧结矿温升曲线变化趋势的调节有机结合的控制,充分利用红外热成像技术获取烧结机尾断面图像,结合图像处理技术和烧结看火工的经验,运用人工智能技术,进行图像识别,建立了基于图像的质量预报模型.并在质量预报模型的基础上,以知识库和推理机为核心,构建专家系统的骨架系统,形成烧结操作指导系统.

技术路线

分析现场工艺.通过对烧结生产工艺的分析,明确对大型综合原料场和400m2烧结机设备的自动化控制方案,为烧结机产后的稳定提供技术前提和技术保障.

基础自动化完善优化方案的设计――调试.完成PLC图纸的设计和基础自动化控制程序和控制画面的编制,网络敷设及双转子翻车机的程序设计、主抽风机控制程序设计、配比模型机程序设计、混合机液压马达控制程序设计、水分分析仪的安装、汽包水位及混合料水分的控制程序设计.

烧结断面图像采集系统的设计安装及图像处理和图像模糊识别的研究.采用红外热成像技术,对采集的机尾断面图像进行图像处理,包括对图像预处理、图像平滑算法、图像分割等算法的研究,采用C++高级语言实现各种算法,并设计图像采集和图像处理系统的结构.

建立样本数据库,通过断面图像定性分析判断烧结终点.从在线检测的烧结矿断面图像中,根据看火工经验和图像特征,抽取典型定性的烧结终点状态图像,经特征辨识与提取,提取特征参数建立样本库和知识库,并将典型图像数据与生产操作状态相关联（正常、欠烧、过烧）离散为多个隶属度,这样可以为烧结终点图像判断专家系统与在线模糊控制系统所直接引用.

把烧结终点预报值与设定值之间的偏差和偏差变化作为模糊控制器的输入,得到烧结机速的变化量,从而实时控制烧结机的速度.

由生产数据采集、专家知识库自学习、专家指导意见表述等几部分组成,实现对烧结成品化学成分、操作异常的预测判断.

技术创新点

实现了工业以太网双星形网络冗余技术,并且采用了网络通讯故障的自诊断,方便了网络故障的诊断和查找.

实现了双转子翻车机全自动一键式翻卸车皮智能控制,提高了翻卸车皮的效率,节省了劳动力和劳动强度.

优化了配料系统的配比计算模型,实施了数据处理及误差的矫正技术,实现了混合料水分的自动控制,对提高烧结矿的质量奠定了强力基础.

在过程控制中,采用烧结终点BTP的模糊控制与烧结矿温升曲线变化趋势的调节有机结合的控制,充分利用红外热成像技术获取烧结机尾断面图像,结合图像处理技术和烧结看火工的经验,运用人工智能技术,进行图像识别,建立了基于图像的质量预报模型.并在质量预报模型的基础上,以知识库和推理机为核心,构建专家系统的骨架系统,形成烧结操作指导系统.

结束语

本文论述了大型综合原料场和400m2烧结机控制系统的设计和开发过程,对控制结构和实现的功能进行了深入讨论和研究.以基础自动化为基础,提出适合的被控过程的实用控制策略,成功地应用于控制系统全过程自动控制,不仅确保了系统的长期安全运行,而且提高管理水平,降低能源消耗,减少环境污染,减轻了工人劳动强度,也取得了明显的经济效益.