基于改进ICA算法的高炉故障诊断方法
本文关键词: 高炉故障 ICA MEWMA SVM 出处:《浙江大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:钢铁作为重要的基础原材料,在我们的日常生活与生产中随处可见,其地位极其重要。有资料表明,中国目前已成为全球最大的钢铁生产国,同时也是最大的钢铁消费国。我国钢铁冶炼产业发展很快,已成为国民经济中的重要支柱产业。然而,必须注意到,我国的钢铁冶炼产业背后存在的问题不容小觑,如能耗过高;产业过于分散;更多的是生产较为低级别的钢材,在高品质钢材的生产方面能力较差;供应链管理水平较差等。为此,必须努力提高我国钢铁产业的产品品质,降低能源消耗。高炉是钢铁冶炼生产中的重要装备,能耗巨大,对后续冶炼品质有重要影响。因此,为了降低钢铁产业能耗,提高钢铁产品品质,本文从高炉安全顺行的角度研究其故障监测与诊断问题。高炉本身是一个非常复杂而又庞大的系统,其生产过程的机理模型亦非常复杂,涉及多个不同的生产模态,要实现高炉冶炼安全顺利,就必须对过程中出现的故障进行准确的检测与诊断,从而做出相应的处理,保证炉况平稳进行。考虑到实际高炉生产过程中,现场的数据采集装置会收集大量数据,且这些数据大多服从非高斯分布,故考虑在独立元分析算法(IndependentComponentAnalysis,ICA)的基础上,采用数据驱动的方法,对高炉故障展开研究。然而,ICA算法本身存在一定缺陷,也不完全适用于高炉故障,故首先对ICA算法进行改进,从独立元的数量以及重要性排序方面入手,提出了一种改进ICA算法,在一定程度上提高了故障检测的准确性。其次,针对高炉故障缓慢变化的特点,将ICA算法与多元指数加权平均(Multivariate Exponent Weighted Moving Average,ME WMA)方法结合,通过加权的方式,将历史数据的影响更好地考虑在内,改善了对于高炉故障的检测效果。最后,考虑到高炉冶炼过程中,操作从安全性的角度出发,往往会在可能出现故障之前就采取了相应措施,因此故障样本有限。故本文将针对小样本的支持向量机(Support VectorMachine,SVM)算法与改进的ICA算法结合使用,一旦采用改进的ICA算法检测到有故障发生,即采用SVM算法对故障的类型进行诊断。
[Abstract]:As an important basic raw material, iron and steel can be seen everywhere in our daily life and production, and its status is extremely important. According to some data, China has become the largest steel producer in the world. China's iron and steel smelting industry has developed rapidly and has become an important pillar industry in the national economy. However, attention must be paid to it. The problems behind the iron and steel smelting industry in China should not be underestimated, such as high energy consumption; The industry is too scattered; More is the production of lower grades of steel, in the production of high-quality steel capacity is poor; The level of supply chain management is poor. Therefore, it is necessary to improve the product quality and reduce energy consumption in China's iron and steel industry. Blast furnace is an important equipment in the production of iron and steel, and the energy consumption is huge. Therefore, in order to reduce the energy consumption of iron and steel industry, improve the quality of iron and steel products. In this paper, the problem of fault monitoring and diagnosis of blast furnace is studied from the point of view of safe and direct operation. The blast furnace itself is a very complex and huge system, and the mechanism model of its production process is also very complex. It involves many different modes of production. In order to realize the safe and smooth smelting of blast furnace, it is necessary to accurately detect and diagnose the faults in the process and make corresponding treatment. In view of the actual blast furnace production process, the field data acquisition device will collect a large number of data, and most of these data are distributed from non-#china_person0#. Therefore, on the basis of Independent component Analysis (ICA), a data-driven approach is proposed. The research on blast furnace fault is carried out. However, the ICA algorithm has some defects and is not suitable for blast furnace fault, so the ICA algorithm is improved first. Starting with the number and importance of independent elements, an improved ICA algorithm is proposed to improve the accuracy of fault detection to some extent. Secondly, aiming at the characteristics of slow change of blast furnace faults. The ICA algorithm is combined with the multivariate exponential weighted average multivariate Exponent Weighted Moving Average. Combined with ME WMA method, the influence of historical data is taken into account better by weighted method, and the detection effect of blast furnace fault is improved. Finally, considering the blast furnace smelting process. Operations from the point of view of security, often before the possibility of failure to take appropriate measures. Therefore, the support vector machine support machine (SVM) algorithm for small samples is combined with the improved ICA algorithm. Once the improved ICA algorithm is used to detect the fault, the SVM algorithm is used to diagnose the fault type.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TF576.7
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 段如礼 ,黄基智;攀钢西昌分公司28立方米高炉生产煤气试验[J];四川冶金;2001年06期
2 全荣;;日本五大钢铁公司2000年高炉操作指标[J];炼铁技术通讯;2001年04期
3 全荣;;日本五大钢铁公司2001年高炉操作指标[J];炼铁技术通讯;2002年03期
4 朱秉辰;日本高炉操作技术的进步[J];钢铁研究;1996年04期
5 岑永权;能控制每个风口风量的高炉操作法[J];上海金属;1996年06期
6 刘云彩;鞍钢学派的高炉操作特点——纪念蔡博同志逝世五周年[J];炼铁;1996年05期
7 ;1998年度日本五大钢铁公司高炉操作指标[J];武钢技术;1999年06期
8 孙占国,贾国栋,聂世锋,贺红旗;安钢4~#高炉取消放上渣的生产实践[J];河南冶金;2000年06期
9 王维兴;我国高炉结构调整方向初探[J];炼铁;2000年06期
10 刘代德,蔡善咏,李晓松;梅山高炉使用大量落地烧结矿的生产实践[J];炼铁;2002年03期
相关会议论文 前10条
1 张洪海;田德林;胡智龙;田全胜;李永红;;宣钢8#高炉中钛冶炼生产实践[A];2009年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2009年
2 冯广斌;韩秀鹏;;锌富集对长钢高炉的危害[A];2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(上)[C];2009年
3 江海生;吴长生;;梅山高炉操作技术进步[A];2004年全国炼铁生产技术暨炼铁年会文集[C];2004年
4 高征铠;;高炉炉内监测技术的新进展[A];2004年全国炼铁生产技术暨炼铁年会文集[C];2004年
5 侯兴;;新钢二铁厂高炉锌害问题分析及治理措施建议[A];2007年中小高炉炼铁学术年会论文集[C];2007年
6 卢芳颖;陈敬佑;;三钢2号高炉高效长寿实践[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
7 毛庆武;张福明;姚轼;钱世崇;倪苹;;迁钢2号高炉工艺优化与技术创新[A];2008年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集(上册)[C];2008年
8 卢芳颖;陈敬佑;;三钢2号高炉高效长寿实践[A];2008年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集(上册)[C];2008年
9 付文亮;牛卫军;;安钢6号高炉生产7年多的长寿经验[A];2008年中小高炉炼铁学术年会论文集[C];2008年
10 卢芳颖;陈敬佑;;三钢2号高炉高效长寿实践[A];2008年中小高炉炼铁学术年会论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 赵振华 张悦 郭利峰;宣钢炼铁厂重奖高炉操作能手[N];中国冶金报;2006年
2 赵振华 张悦 郭利峰;宣钢炼铁厂:重奖高炉操作能手[N];现代物流报;2006年
3 本报记者 司成钢;“高炉良医”赵长忠[N];辽宁日报;2008年
4 记者 朱宇琛;多家钢厂高炉出现故障刺激钢材市场[N];上海证券报;2011年
5 先越蓉;21世纪的高炉生产[N];世界金属导报;2011年
6 甘志鸿 万陈;新钢应用高炉全炉喷涂造衬技术延长炉龄[N];中国冶金报;2010年
7 张少东 苏勇;如何使高炉稳定运行[N];中国冶金报;2003年
8 本报记者 匡华安 通讯员 周汉生 耿佳;武钢7号高炉何以4天达产?[N];中国冶金报;2006年
9 记者 宋家辰 刘敬元;鞍钢新1号高炉进入全国先进行列[N];中国冶金报;2007年
10 赵振华;宣钢9号高炉4项指标创出新水平[N];中国冶金报;2007年
相关博士学位论文 前6条
1 金鹏;基于多层次模型的炉顶煤气循环氧气高炉可行性研究[D];北京科技大学;2016年
2 高攀;氧气高炉工艺的数学物理模拟[D];东北大学;2013年
3 刘迎立;基于氧气高炉工艺条件的熔融滴落带炉料冶金行为研究[D];北京科技大学;2017年
4 熊玮;高炉下部气液两相逆流流体力学特性的研究[D];武汉科技大学;2005年
5 史岩彬;基于CFD/NHT分析技术的高炉炼铁过程建模与仿真研究[D];山东大学;2006年
6 周志明;高钛型高炉渣渣钛分离研究[D];重庆大学;2004年
相关硕士学位论文 前10条
1 卢郑汀;有害元素对某钢厂2500m~3高炉生产及长寿影响的研究[D];昆明理工大学;2015年
2 王振东;朝阳钢铁2600m~3高炉降焦比的实践及探索[D];辽宁科技大学;2015年
3 雷志亮;氧气高炉工艺的探讨研究[D];东北大学;2014年
4 郁肖兵;氧气高炉煤气流分布的数值模拟[D];东北大学;2014年
5 廖寻志;莱钢750区域高铝渣冶炼实践[D];辽宁科技大学;2016年
6 郭其飞;涟钢8#高炉布料仿真模型的开发研究[D];安徽工业大学;2016年
7 陶勇;基于LSSVM高炉炉温预测的应用和改进[D];沈阳航空航天大学;2014年
8 薛理政;基于工业以太网的高炉自动化系统设计与实现[D];东北大学;2012年
9 吴紧钢;高炉装料过程中的矿料偏析行为离散单元模拟[D];江西理工大学;2015年
10 孙梦园;基于改进ICA算法的高炉故障诊断方法[D];浙江大学;2017年
,本文编号:1469541
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/1469541.html