基于专家系统的钢厂热风炉智能控制策略研究

发布时间：2017-07-03 01:10

  本文关键词：基于专家系统的钢厂热风炉智能控制策略研究

  更多相关文章： 热风炉 换炉控制策略 燃烧控制策略 专家系统 基于案例推理

【摘要】：热风炉是钢厂高炉炼铁生产中必不可少的重要设备,本文以某钢铁公司炼铁厂2号高炉热风炉控制系统为研究对象,目前该热风炉的换炉控制和燃烧控制都是采用手动控制,由于人为因素的影响,控制效果并不能达到预期要求。再加上手动控制不仅能量消耗大,而且人的劳动强度也很大,提高热风炉的自动化水平势在必行。考虑到该厂热风炉的现有条件,提出热风炉智能控制方案,该方案包括换炉控制模型和燃烧控制模型。为解决热风炉无波动换炉,提出采用在步进充压无波动换炉的基础上根据送风时间换炉的智能控制策略,该策略不仅能很好地稳定热风压力和流量,而且可以延长热风炉的寿命,另外也有利于热风炉的燃烧控制策略的应用。针对该厂热风炉的检测条件,从节能燃烧的角度出发,提出燃烧控制策略采用基于规则和案例推理的专家控制方式。依据热风炉生产工艺特点确定分阶段控制策略,设计热风炉燃烧智能控制模型,建立热风炉基于案例推理专家控制器。通过总结专家经验建立案例库,通过案例检索使热风炉根据生产实际实时调整空燃比和煤气流量,避免人为干扰,提高了燃烧热效率,解决了拱顶温度大幅度波动问题。本文提出的热风炉智能控制策略在该厂热风炉中进行实际工程实验。实验结果表明所提方法的控制速度和精度比手动控制的效果好,该方法降低了操作工的劳动强度,节约了能耗,提高了热风炉燃烧的热效率,给高炉的供风也达到了预期效果。
【关键词】：热风炉 换炉控制策略 燃烧控制策略 专家系统 基于案例推理
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF325.4;TP273.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 论文的研究背景及意义9
• 1.2 热风炉国内外研究和应用现状9-10
• 1.2.1 数学模型方式9-10
• 1.2.2 模糊控制方式10
• 1.2.3 模糊神经网络控制方式10
• 1.2.4 专家系统控制方式10
• 1.3 研究方法10-11
• 1.4 课题来源与研究内容11-13
• 第2章 热风炉工艺及其基础自动化系统13-19
• 2.1 高炉热风炉工艺13-15
• 2.1.1 高炉炼铁生产工艺13-14
• 2.1.2 高炉热风炉基本工作原理14
• 2.1.3 高炉热风炉工艺参数检测14-15
• 2.1.4 高炉热风炉工作制度15
• 2.2 热风炉基础自动化系统15-17
• 2.2.1 高炉基础自动化系统的结构形式15-16
• 2.2.2 热风炉基础自动化系统的结构形式16-17
• 2.3 本章小结17-19
• 第3章 方案论证与比较19-29
• 3.1 换炉控制策略19-21
• 3.1.1 换炉方式19-20
• 3.1.2 换炉控制策略20-21
• 3.2 燃烧控制策略21-26
• 3.2.1 PID控制21-22
• 3.2.2 模糊控制22-23
• 3.2.3 专家控制23-25
• 3.2.4 基于案例推理的直接专家控制系统25-26
• 3.3 热风炉智能控制方案26-27
• 3.4 本章小结27-29
• 第4章 高炉热风炉智能控制策略29-55
• 4.1 热风炉换炉控制策略29-34
• 4.1.1 步进充压换炉方式29-31
• 4.1.2 根据送风时间换炉策略31-34
• 4.2 热风炉燃烧控制策略34-54
• 4.2.1 热风炉燃烧工艺34-35
• 4.2.2 热风炉燃烧特性分析35-36
• 4.2.3 热风炉燃烧控制要求36-38
• 4.2.4 最佳空燃比的确定38-40
• 4.2.5 热风炉燃烧智能控制模型设计40-43
• 4.2.6 快速加热期空燃比基于案例推理控制器43-47
• 4.2.7 蓄热期空燃比基于案例推理控制器47-49
• 4.2.8 蓄热期煤气流量基于案例推理控制器49-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第5章 热风炉燃烧控制策略的实施55-67
• 5.1 基于案例推理控制器的数据准备55-57
• 5.1.1 调节案例的表示和提取55
• 5.1.2 案例库的结构和检索方法55-57
• 5.2 基于案例推理控制器的在线运行57-58
• 5.3 工程实验58-65
• 5.3.1 热风炉燃烧现场实时监控温度曲线58-61
• 5.3.2 案例调节举例61-62
• 5.3.3 自动控制与手动控制比较62-65
• 5.4 本章小结65-67
• 结论67-69
• 附录69-85
• 附录1 快速加热期空燃比正向调节案例库69-72
• 附录2 快速加热期空燃比反向调节案例库72-75
• 附录3 蓄热期空燃比正向调节案例库75-78
• 附录4 蓄热期空燃比反向调节案例库78-81
• 附录5 蓄热期煤气流量调节案例库81-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士学位期间所发表的论文89-91
• 致谢91-93
• 个人简历93-94

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