[發明專利]一種煉鐵煉鋼連鑄一體化調度系統

無效

• 申請號: 200910243302.0
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN101908092A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 徐安軍;賀東風;田乃媛;黃幫福;韓慶;沈一平;李廣雙;王新;史建國;齊巖;李東;謝翠紅;李志毅;馮會山;李永生
• 申請（專利權）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;北京科技大學;首鋼總公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 呂中強

技術領域

本發明屬于煉鐵煉鋼連鑄生產計劃調度領域，特別是提供了一種煉鐵-煉鋼-連鑄的一體化調度方法，實現了從煉鐵到連鑄的快速、靈活的在線調度。

背景技術

煉鐵-煉鋼-連鑄是鋼鐵生產的一個重要環節。高爐生產的鐵水由魚雷罐或鐵水包運輸至轉爐，轉爐生產的鋼水由鋼包運輸經爐外精煉處理后送到連鑄機。煉鐵-煉鋼-連鑄生產不同于高爐上游工序和連鑄機下游工序有中間庫，且此區段對鐵水溫度和鋼水溫度有一定的生產要求，生產條件復雜，異常情況等不確定因素較多。之前的調度系統研究只局限于煉鋼連鑄或煉鋼連鑄軋鋼，沒有將鐵鋼界面調度的重要性體現到生產調度中來。本發明針對之前研究不足，提出一種煉鐵-煉鋼-連鑄一體化調度系統方法，該方法能在較短的時間內完成作業計劃，并根據生產情況和設備狀態實時調整計劃并重新編制，達到指導生產的目的。

目前已申請專利的有關計劃編排和生產調度方法如下：“99108440.3(生產計劃訂單系統)”主要實現了一種運行于單臺計算機上的生產計劃訂單系統，用于離散制造行業的計劃訂單系統。“94101993.4(生產計劃編制方法及其裝置)”主要實現了在多個生產過程中，生產計劃編排和追加。“94109469.3(生產資源規劃的優化)”實現了一種用于在有約束情況下制定原料需求計劃、實行最優資源分配和制定生產計劃的方法。“200410009705.6(一種煉鋼連鑄生產在線動態調度方法)”實現了一種軟硬件相結合，采用滾動搜索優化方式，編排出動態作業計劃的煉鋼連鑄生產在線動態調度方法。文獻《煉鋼廠的計算機輔助生產調度系統》(鋼鐵，2004，39(6))闡述了煉鋼廠計算機輔助生產調度系統(CAPSS)的核心問題、軟件結構及研發內容等重要問題，但此生產調度系統只涉及轉爐-連鑄區段調度系統。文獻《冶鑄軋一體化生產調度方法的探討》(鋼鐵，2000，35(2))提出了采用啟發式搜索方法和離散事件仿真方法來解決冶鑄軋一體化生產調度問題。文獻《全連鑄生產調度系統仿真模型的建立》(北京科技大學學報，1996，18(3))對具有離散事件系統特征的全連鑄車間生產調度系統通過建立其仿真模型進行試驗，實現了借助計算機仿真全連鑄生產過程，編制了相應調度程序軟件，給?出多種優化調度方案圖。上述專利和文獻主要涉及離散行業靜態生產計劃的編排和煉鋼連鑄的動態調度問題，沒有涉及煉鐵-煉鋼-連鑄一體化調度問題。

發明內容

本發明目的是解決煉鐵-煉鋼-連鑄一體化調度問題，實現從煉鐵到連鑄的快速、靈活的在線調度。

煉鐵煉鋼連鑄一體化調度系統，主要通過對設備狀態監控、生產異常情況判斷、作業實績記錄，結合調度人員的設定參數，建立高爐區-轉爐區鐵水計劃匹配模型，實現鐵鋼界面魚雷罐調度。采用啟發式算法生成鐵水預處理-連鑄區段靜態調度，再應用混合遺傳算法實現動態調度；實現了從鐵水預處理-連鑄區段的快速、靈活的在線調度。本發明包括煉鐵煉鋼連鑄一體化調度系統實現條件和四個子模塊。系統實現條件包括：設備狀態及數據采集；數據庫服務器、數據庫管理程序和數據庫軟件；客戶端應用程序。四個子模塊包括：魚雷罐、鐵水包調度計劃及高爐區-轉爐區鐵水計劃匹配模型子模塊；鐵鋼界面鐵水調度框架子模塊；鐵水預處理-連鑄調度子模塊；信息通訊子模塊。

本發明系統的實現條件：

(1)設備狀態及數據采集：生產設備的工作狀態和運行參數以及工藝參數，由PLC、MES系統收集、上傳至數據庫，本發明系統再從數據庫中讀取相應數據，保障了各種數據的一致性和實時性；

(2)數據庫服務器、數據庫管理程序和數據庫軟件將生產實時數據和計劃編排數據按照數據格式和表結構存儲在數據庫中；

(3)客戶端應用程序：利用算法模塊，各工位客戶端根據需要調用數據庫服務器中的數據，并顯示在操作界面上；此外，可將生產計劃和調度方案寫入數據庫保存。

本發明系統的四個子模塊：

一、魚雷罐、鐵水包調度計劃及高爐區-轉爐區鐵水計劃匹配模型子模塊

(1)魚雷罐、鐵水包生產計劃的生成：根據轉爐、鐵水預處理計劃和高爐的容積、利用系數、每天出鐵次數，每次出鐵時間、每次出鐵量等工藝參數，以及相關的初始條件，建立高爐區-轉爐區鐵水計劃匹配模型，并計算出高爐出鐵的計劃表和魚雷罐、鐵水包運行計劃。高爐區-轉爐區鐵水計劃匹配模型如下：