_高炉专家系统_应用现状和发展趋势

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1、第4()卷第3期2012年6刀现代冶金ModernMetallurgyVol.40No.3Jun.2012'高炉专家系统”应用现状和发展趋势陈建华I徐红阳2(1.江苏省国信资产管理集团右限公司，江苏南京210005:2.南京钢铁集团有限公司研究院，江苏南京210035)摘要：介绍了中国窩炉专家系统”的应用情况，分析了中国'扁炉专家系统”的发展趙势。关键词：高炉；专家系统；现状；趋势中图分类号：TF325.6引言高炉是炼恢*产中的主体设备，主要由高炉主控室、槽下呢料称量系统、上料布料系统、渣、铁处理系统、热风炉送风系统、喷吹系统、煤气除尘设施及高炉本体等儿个部分纽成。从技术原理上

2、看，高炉是一个密闭的高能耗、高温、高压反应器。除风口和出液、出铁时可以观察外，整个机组是密闭的，操作人员只能根据一些检测数据间接地推断炉内悄况。但是，高炉生产过程复杂,含气、液、固三相态，除了复杂的物料平衡、热传导外，还有空气动力于问题。因此，操作人员实现正确的操作十分怵I难，在某种程度上可以说是在凭经验操作高炉。如果不能对高炉炉况界常怙:况做出及时准确的预报，将会造成经济损失。对炉况的预报除了用仪表和炉长的经验进行判断外,还可用'筒炉专家系统”來实现。筒炉专家系统”作为人的儕力劳动的延伸，凝聚了传家级'操作人员的经验与智•慧的结晶，借助于计算机技术和信息技术整合各种专家知识规

3、则,可以及时、自动化地判断出冶炼过程发生的各种界常炉况，从血避免人为的疏忽，为高炉精细化操作赢得了时间和经验。借助专家系统实现对高炉炉况的描述和控制，是当今高炉实现计算机控制技术的发展方向。在国外，尤其是在口木，一些钢铁厂相继开发和使用W炉专家系统”对高炉炼铁化产进行管理和控制，国内首钢和宝钢等公司的高炉专家系统也已投入使川。1国外高炉专家系统”的开发与应用从20I比纪50年代起，国外就开始研究计算机在高炉炼铁中的应用。其中，前苏联的拉姆配料计算模烈,美国内陆钢铁公司的数学模烈等都是早期研究成果。在反映高炉内部热平衡状态的炉热指数模型的建立进程中，比较重要的炉热指数冇法国钢铁研

4、究院提出的Wu指数、比利时冶金研究中心提出的Ec指数、H本住友公司提出的Ts指数。这些传统数学模型在高炉的中长期控制方而取得了很大的成功,对于帮助炉长和技术管理人员认识复杂的高炉现象、制定主产计划、优化作业参数、规范和强化炉况管理等方面发挥着重要的作用。但是在高炉工作者最关注的如期控制方面，这些传统的数学模型无论从计算精度述是计算结果的可靠性上来看，还不能适应高炉复杂而难以把握的动态变化。20世纪80年代初，冶炼专家开始在高炉控制中引入专家系统和其他人工智能技术，高炉的m期控制问题的解决才取得了根本性的进展。所谓人工智能(ArtificialIntelligence,简称A1)

5、系统是指与人类专家行为类似，具冇获取知识，并运用知识解决各种实际问题的能力的计算机系统。人工儕能是一门新兴的学科，是白然科学和社会科学的交义学科。而专家系统、人工神经元网络、模式分解，智能机器人等是人工智能技术的重要分支。尤其是专家系统，已经取得了大虽具冇工程实用价值的成果o专家系统(ExpertSystem,简称ES)是应用于菜一特定领域的复杂计算机软件，它能够利用人类专家的经验和知识，模拟人类的思维推理方式，对问题进行求解和决策。最适合应用专家系统的领域是M杂而且主要依赖人的经验进行控制的各种过程，例如医疗诊断、航天飞机、地质勘探、高炉过程等。20世纪70年代以后，随着tl

6、本钢铁工业的崛起，tl本对高炉过程的计算机应用及数学模型的研究开发居J:国际先进水平。各种炉热指数模型和炉温预测模型应用丁，日本各大高炉的冶炼过程。tl本各钢铁厂先后提出了以炼铁专家知识为基础的逻辑判断与数量计算相结合的模型，如：'炉况诊断模型”、GO-STOP模型”，操作管理系统'AGOS模型”等。J:是开始了高炉冶炼过程控制屮的人工智能应用研究，明确提出建立高炉冶炼过程的家知识与规则”。在各种各样的高炉数学模型与咯-家系统”开发中，具有代表性的应用研究成果有：(1)以软熔带推断模型为主建立的SAFAIA模型集成系统”。该系统应用在新日铁大厂2号高炉上。它使用532个传感器、

7、X种软融带模式，专家知识库包含5850条规则，采集1200条过程机数据，系统采样吋间间隔1s,推理判断给出操作指导的吋间间隔为5s。(2)以无料钟炉顶布料模型为主建立的模型集成系统。该系统应用在FI本京滨1号高炉上，以装料制度、煤气流状态、炉体温度场、风量、风压、透气性等重要影响因素组成专家知识规则库。(3)以炉温预报与界常炉况判断为主的BAISYS专家系统”。该系统应用在日本钢管福山厂5号高炉上，包含900个检测点，传感器数据采用1min滤波，专家知识库包含700多条规则(炉热预报500多