[發(fā)明專利]基于柜位預(yù)測(cè)的鋼鐵企業(yè)煤氣動(dòng)態(tài)平衡實(shí)時(shí)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710016562.5
• 申請(qǐng)日: 2007-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN101109952A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫燕明;耿曉寧;崔雪梅;范昆;張洪瑞;宋揚(yáng);呂玉紅;姬厚華;劉樹梅;李會(huì)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王汝銀

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是關(guān)于一種自動(dòng)化控制技術(shù)，涉及鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣(高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣)的動(dòng)態(tài)平衡實(shí)時(shí)控制技術(shù)，特別是基于柜位預(yù)測(cè)的鋼鐵企業(yè)煤氣動(dòng)態(tài)平衡實(shí)時(shí)控制方法，以解決由于短時(shí)原因?qū)е碌拿簹庀到y(tǒng)供需不平衡問(wèn)題。

背景技術(shù)：

目前，鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡處于離線階段，大多數(shù)企業(yè)可根據(jù)月檢修計(jì)劃由技術(shù)人員提前制定煤氣平衡方案，通知到調(diào)度，再由調(diào)度下傳至各操作崗位執(zhí)行操作。而對(duì)于由于非計(jì)劃?rùn)z修引起的短時(shí)煤氣不平衡，由于各企業(yè)的管理理念的不同，大多采用崗位操作人員----→調(diào)度人員了解各崗位情況----→電話通知操作----→反映調(diào)度人員調(diào)配后情況，如此反復(fù)至煤氣供用平衡，其滯后的缺限易引起煤氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)，給生產(chǎn)帶來(lái)隱患；由于調(diào)度人員能力各異、平衡方法不同，煤氣的利用率將大大降低。

同時(shí)由于各企業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)的檢測(cè)水平、控制及調(diào)控手段各有不同，造成調(diào)度人員在進(jìn)行煤氣平衡時(shí)沒(méi)有定量平衡的手段，主要依靠調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)性的方法，如果該調(diào)度人員經(jīng)驗(yàn)豐富，煤氣系統(tǒng)將較快恢復(fù)正常運(yùn)行；而如果該調(diào)度人員為新上崗人員，煤氣系統(tǒng)恢復(fù)到正常可能會(huì)需要較長(zhǎng)的時(shí)間并會(huì)增加煤氣放散的機(jī)率。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種基于煤氣柜位預(yù)測(cè)的鋼鐵企業(yè)煤氣動(dòng)態(tài)平衡實(shí)時(shí)控制方法，為調(diào)度人員提供全面、系統(tǒng)、直觀的煤氣工藝數(shù)據(jù)顯示并給出量化的調(diào)整方法用以解決煤氣平衡調(diào)度中存在的缺限。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于柜位預(yù)測(cè)的鋼鐵企業(yè)煤氣動(dòng)態(tài)平衡實(shí)時(shí)控制方法，至少包含：

a、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)煤氣系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)通過(guò)多組前端測(cè)控單元或網(wǎng)關(guān)經(jīng)通信驅(qū)動(dòng)模塊將現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)讀入至SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，各操作終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)工藝參數(shù)數(shù)據(jù)并將各閥門的控制命令下發(fā)SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)中，SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)通信驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整體煤氣系統(tǒng)工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集及關(guān)鍵設(shè)備的遠(yuǎn)程控制；

b、利用煤氣氣柜柜位預(yù)測(cè)模塊，以當(dāng)前煤氣平衡量前一段時(shí)間的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于最小二乘法的系統(tǒng)辨識(shí)方法，在線辨識(shí)系統(tǒng)的參數(shù)，并作出預(yù)測(cè)；根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，煤氣平衡分配模塊進(jìn)行煤氣分配量的調(diào)整平衡；

c、柜位預(yù)測(cè)模塊和煤氣平衡分配模塊通過(guò)接口模塊實(shí)現(xiàn)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換，將影響氣柜柜位及管網(wǎng)穩(wěn)定的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞給柜位預(yù)測(cè)模塊并接收來(lái)自預(yù)測(cè)模塊的運(yùn)行結(jié)果，將其顯示于煤氣SCADA中；

d、根據(jù)氣柜柜位的趨勢(shì)預(yù)測(cè)曲線及預(yù)測(cè)值與目標(biāo)值、設(shè)定值的位置關(guān)系計(jì)算出焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣的可調(diào)整量；

e、通過(guò)煤氣實(shí)時(shí)平衡調(diào)整的SCADA系統(tǒng)內(nèi)的人機(jī)接口，將煤氣系統(tǒng)工藝參數(shù)全面的、直觀的顯示出來(lái)。

在所述方法中，數(shù)據(jù)采集與控制是煤氣系統(tǒng)現(xiàn)有的PLC或DCS實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)工業(yè)級(jí)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通訊協(xié)議，采用光纖環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)SCADA數(shù)據(jù)的采集與控制。

在所述方法中，SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)用于unix操作系統(tǒng)；終端操作站為windows操作系統(tǒng)。

在所述方法中，采集參數(shù)主要包括有：煤氣系統(tǒng)工藝管網(wǎng)上的壓力、流量、溫度；煤氣發(fā)生量各高爐的凈化系統(tǒng)、焦?fàn)t發(fā)生量、各轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)；焦煤、高煤、轉(zhuǎn)煤的氣柜存儲(chǔ)系統(tǒng)；混合、輸送、加壓環(huán)節(jié)如各混合站的壓力、流量、熱值、配比；主要控制參數(shù)包括：氣柜入口閥門、混合站內(nèi)各壓力、流量控制閥、熱值、配比系數(shù)的設(shè)定。

在所述方法中，煤氣平衡調(diào)整規(guī)則庫(kù)的制定，包含用戶優(yōu)先規(guī)則、煤氣最大利用規(guī)則確定調(diào)整的順序，根據(jù)氣柜柜位的上限目標(biāo)值、下限目標(biāo)值、上限設(shè)定值、下限設(shè)定值、實(shí)時(shí)放散量等計(jì)算出焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣的可調(diào)整量，并綜合考慮焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣的變化趨勢(shì)、混合站的熱值允許范圍等綜合因素，給出各混合站中焦煤、高煤的最大增加量或最大限制量，最大限度提高煤氣利用率。

在所述方法中，所述當(dāng)前煤氣平衡量前一段時(shí)間選取30分鐘。

本發(fā)明在煤氣系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)、控制手段的完善的基礎(chǔ)上，使調(diào)度人員全面、系統(tǒng)了解煤氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括主管網(wǎng)壓力、流量、用戶流量、各輸送設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前一段時(shí)間煤氣系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)和對(duì)主要生產(chǎn)情況的估計(jì)，采用回歸模型預(yù)測(cè)煤氣系統(tǒng)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)將綜合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度人員的各種平衡經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)態(tài)給出可調(diào)整用戶使用煤氣量或混合站調(diào)整熱值的操作建議，達(dá)到快速平衡煤氣用量，減少煤氣放散，高效利用煤氣的目的。

本發(fā)明技術(shù)的有益效果是：