数字技术与应用
唐钢4#烧结机专家系统设计与应用
金国艳
王志敏
（河北省唐山市唐钢炼铁厂南区计控一车间
河北唐山
[摘要]介绍了唐钢炼铁厂南区320m2烧结机专家系统的系统设计、组成和功能概述[关键词]烧结
专家系统：
SPMS智能控制
PLC
[中图分类号]R459
[文献标识码]A
1前言
河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂南区现有烧结机一台，自2007年10月投产以来为 4#高炉提供了足量的烧结成品矿，为了适应现代化生产的需要，满足日益提高的生产要求，提高烧结生产的裁品率，通过对公司其他烧结机和兄弟单位烧结机生产情况的考察研究，公司决定为该烧结机增设专家系统。
2烧结专家系统的组成 2.1烧结专家系统概述
烧结过程智能控制管理系统（即 SPMS）是按烧结工艺的要求，确定符合生产实际全过程的控制方案，对配料、加水，混合、烧结机布料及点火、机尾烧成等工艺环节分别进行模型化处理。SPMS分一级控制和二级人工智能控制两方面内客，印L1和L2。每级控制都包含诸多子模型，其中一级控制模型所含的子模型有混合料控制模型、燃料比控制模型，混合料水分控制模型、烧结机布料控制模型、烧结机点火控制模型、混合料槽料位控制模型；二级控制模型所含的子模型有基本配料模型、动态配料模型、BRP偏差控制模型、 BRP位置控制模型和生产报表及历史趋势分析管理等。
2.2SPMS一级、二级硬件配置
一级系统是专家系统PLC基础控制级：由AB公司的Logix5000系列产品组成，共有6个上位机、4对完余CPU和对应4个远程站IO，将烧结工艺流程分为配料系统、烧结顺控系统、烧结仪控系统和烧结主抽系统。系统网络依据现场环境干扰大，采用了AB公司的ControlNet同轴电缆进行连接，通过1756-ENBT通讯模块实现上位机与PLC，CPU与远程站之间的可靠通讯。并采用完余通讯方式，分为A、 B两路，如果一条通讯链路出现故障，系统会自动在几百ms范图内切换到另外一条链路工作，确保PLC的正常工作。
、二级系统通过通讯程序交换数据。通讯程序采用MicrosoftVisualC# 2005开发，通讯程序把通过RSLinxOPC 服务采集到的一级数据直接写到二级数据库表中，同时读取数据库中需要传到一级的计算数据并写到一级系统，二级系统采用C／S结构，即客户端／服务器模式。由一台服务器和两台客户机、一台打印机组成并通过100M交换机组成以太网络。
3一级控制模型概述
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数字技术与应用万方数据
063000)
[文章编号]1007-9416（2010)06-0104-01
3.1烧结混合料量控制模型
其功能是根据一级配料设定值或二级动态配料模型计算的配料设定值自动控制各品种物料切除量，并根据混勾矿的下料量动态调整其它料种下料量，保证混合料配比（化学成分）稳定，模型控制每种料总下料量稳定的同时还根据混勾矿的实际下料量动态调整其它料种的下料量，目标是保证混合料化学成分稳定。
3.2混合料槽料位控制模型
该模型根据混合料矿精的料位变化情况，自动调整配料室混勾矿的下料量，并以混与矿下料量为基础，按预先的比例，调整其它物料的下料量。最终保证混合料槽位始终控制在一个稳定的水平，设计控制精度达到目标槽位的10%范围内，这样的直接作用是混合料槽不会装冒也不会断
料，保证了烧结生产的稳定运行。 3.3燃料比率控制模型
该模型用于在线控制烧结混合料中的燃料量，目标是保证混合料中配碳量合理稳定，
燃料比率控制模型采用失量跟踪技术，对实际的物料下料量进行跟踪，对燃料总量进行控制，并对生产过程中混勾矿、生石灰和返矿产生的波动，根据燃料中的碳含量通过配比计算动态调整燃料的切出量，确保烧结混合料中的碳含量保持恒定
3.4烧结混合料水分控制模型
该模型的工作原理是：首先根据参加配料的各单品种物料切出量和原始水分值（水份测量值或二级传入），计算得出原始混合料的干料量和水量，使用失量跟踪技术，按照一、二混后混合料目标水分率计算出一、二混需要补水量，再结合一混，二混后水份测量值，通过水分修正系数解决水分检测过程中的纯潜后间题，根据混合料料量变化控制污泥、水、蒸汽的流量。
3.5烧结混合料布料控制模型
烧结机布料控制模型根据一级设定成二级烧透偏差计算值动态调节六个烧结机布料闸门开度，保证料层横断面形状符合要求，使混合料同时在目标绕透位置烧透，烧结矿烧结均匀合格，降低了冠矿率。该模型还接收二级烧透位置模型计算的烧结机速度设定值，整制绕结机速度，保证烧透点位置在指定范围内。
3.6烧结混合料点火控制模型
该模型原设计思想是保证单位烧结机
·应用技术·.
面积上的点火热值保持恒定，但由于我厂没有安装煤气热值仪，因此我们对原模型设计思想进行了修改，使之可在线控制点火炉煤气及空气流量，即模型通过设定的点火炉温度控制煤气流量，根据空燃比设定值控制助燃空气流量。
4二级子模型功能概述
二级系统在一级自动化控制的基础根据罗德罗基公司开发的人工智能系
上，
统利用VB设计开发的智能模期控制模型。主要完成基本配料计算、动态配料计算、点火炉温度控制、烧透点控制和数据存储和报表管理功能。
4.1基本配料模型
基本配料模型是优化配料的计算工具，根据目标烧结矿成份计算出需要的原料干配比。该模型提供多种计算方式，计算原理是根据输入的目标烧结矿碱度和新原料中的含碳量，依据输入的原料化学成分分析数据，通过科学计算，得出每种原料的干配比。在原料成分变化大时运行。
4.2动态配料模型
动态配料模型是在基本配料决策模型的基础上，结合要求的烧结矿产量和实际的烧结矿成分数据，计算出合适的湿配比，使得生产的烧结矿成分尽可能的达到基本配料模型给出的目标水平，烧结矿产量达到目标值，一般在烧结矿成分发生变化时应使用该模型进行计算，对配料进行调整。
4.3BRP偏差控制模型及BRP位置控制模型
实现过程是使用安装在机尾5个风箱热电偶矩阵（每个风箱电偶矩阵在烧结机克度方向上8个测点，共40个温度测点）测量台车下的废气湿度，在烧结机宽度方向上形成8个BRP温度趋势数据，根据8 个BRP温度趋势数据的变化趋势计算得出料层厚度偏差值，并向一级烧结机布料控制模型时实传送，改变微调闸门开度，对料层厚度进行调整，从而确保料层断面烧透均匀。根据废气温度均值变化情况调节烧结机速度，使废气温度上升点控制在
沿烧结机长度方向上的某一位置， 5结语
经检验，专家系统自2009年8月投入运行以来，在系统功能、稳定性、性能价格比等各方面都在同类系统的改造中达到了国际先进水平，满足了生产监控和管理的要求，为烧结增产、创效起到了非常重要的作用，