精炼炉二级智能控制系统研究
这是一篇关于LF精炼炉,温度预估,SVR算法,配料系统,优化算法的论文, 主要内容为随着现代化科技的飞速发展,工业信息化和数字化已经逐步成为企业发展趋势,这不仅可以提高企业生产效率,降低生产成本,改进产品质量,而且能够加强企业管理,提高客户满意度。精炼炉二级系统作为全流程炼钢的关键,可以实现对生产过程的自动化监测与控制,以提升品量管理,协调炼钢节奏。本系统以某钢铁企业下120T精炼炉为研究背景,针对精炼过程设计了二级智能化过程控制系统,主要实现了模型指导和优化计算等功能,为实现数字孪生精炼炉打下基础。首先,本文针对LF精炼炉的基本工艺及特点进行分析研究,建立了精炼炉冶金工艺数学模型。其中,温度预估模型的提出主要是精炼炉现阶段未能找到合适的测温元件达到连续测温的目的,通常以多次测温来获取当前钢水温度,依此调节电弧加热功率。而合金加料模型主要是精炼过程需要对钢水进行合金化操作,通常以人工经验算法计算,此方式未能考虑在合金成本最低的情况下选择合适的物料配比问题。其次,针对上述问题,本文通过分析精炼炉能量平衡及传递过程,建立基于SVR算法的温度预估模型,为了使模型算法尽快收敛,又引入PSO算法来优化上述模型,通过对比分析,PSO-SVR回归预测模型的误差相对较小,预报误差在±5℃之内的炉次占总炉次的94%,其模型可实现对钢水温度的连续预报,为满足终点出站温度,指导基础级选择电弧加热,合理控制加热功率提供数据支持和参考依据。针对钢水合金化操作,通过平均炉次法的方式对合金收得率进行优化调整,在满足钢种成分达标的前提下,以合金成本最低为目标建立基于LP算法的合金配料模型,最终得到最优解集,通过指导基础级自动完成合金成分调整,以此达到降低合金投入成本的目的。然后,针对整个精炼二级过程控制系统进行系统架构设计和通迅设计。系统的整体框架以三层架构的设计模式为基础,根据业务需求功能进行模块的划分和设计,最终实现精炼过程级系统中加料、测温、吹氩、通电、喂丝等工艺数据的处理和记录。在通迅方面,作为过程级系统,设计划分不同身份职责的用户分别与基础级和管理级进行数据交互。其中与基础级采用OPC通讯技术进行数据交互,以实现数据实时获取和指导。而与管理级则采用MQ队列通讯技术进行数据下发和上传,借助消息队列完备的工作模式和可靠的工作特性,来保证通迅系统的稳定性和安全性,最终实现炼钢过程的合理调度。最后,依据精炼二级系统的各个模块功能设计了友好的人机交互界面,包括主控功能信息、钢种化验对照信息、LF冶炼详细信息、LF冶炼过程信息、温度模型预测以及合金模型指导等。通过后期现场调试,最终取得了令人满意的结果。本文设计的精炼炉二级智能控制系统以工艺理论为基础,提高精炼炉设备技术水平为目的,结合相关数据库技术和通讯技术进行系统的设计与实现。该系统通过建立的工艺模型对实际生产进行指导,对提高企业经济,保证精炼效率具有重要的实际意义。
基于矿物基因的铁矿浮选预测及流程决策系统研究与设计
这是一篇关于铁矿浮选,矿物基因,浮选药剂制度,SVR算法,决策支持系统的论文, 主要内容为浮选是矿物分选过程的重要工序,也是矿物加工领域研究的重点。浮选工艺流程、药剂制度及其用量对浮选结果有显著影响。矿物基因特性与铁矿的可选性密切相关,会影响铁矿浮选工艺流程的选择及其药剂制度与用量的确定,但矿物基因特性研究系统性不足,矿物加工工艺研发及工程设计与现代信息化技术融合不足。因此,开展针对矿物基因特性的相关研究,利用选矿试验数据、工艺矿物学研究数据、生产数据等建立铁矿浮选流程决策支持系统,有助于指导浮选工艺流程及药剂制度的选择,缩短浮选技术的开发周期,对实现铁矿浮选流程的高效、节能具有重要意义。本文以基于矿物基因的铁矿浮选为研究对象,采用机理及理论分析、实验研究、计算机仿真和数据统计分析相结合的方式完成了以下工作:建立了铁矿浮选药剂用量预测模型,基于实验设计方法对药剂制度进行优化,构建了矿物基因浮选数据库和工艺流程知识库,基于粗糙集产生式规则表示法,运用规则引擎推理技术,建立了铁矿浮选流程决策模型。本文主要研究结果如下:(1)针对小样本的浮选药剂用量预测,本文提出了一种基于灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)结合支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)模型的浮选药剂用量预测方法。SVR模型的预测精度与模型参数密切相关,其参数确定通常采用交叉验证尝试调参,容易陷入局部最优。GWO算法具有自适应调整的收敛因子以及信息反馈机制,在全局寻优方面有着较大优势。本文采用GWO优化SVR算法中的惩罚系数和核函数相关参数。通过对预测结果与生产数据进行对比实验,预测精准度达到90%。(2)铁矿浮选结果受到原矿性质、浮选药剂制度、药剂用量等诸多因素影响,单因素的浮选实验难以揭示各因素之间的相互关系,同时也难以确定药剂制度的最佳组合。针对此问题,本文提出了正交试验设计(Orthogonal experimental design)结合响应面法(Response Surface Methodology,RSM)的浮选药剂制度优化模型。以铁品位为评价指标,设计了五因素三水平浮选试验。通过仿真分析,验证了优化的浮选药剂制度与实验室结果相吻合。(3)针对铁矿浮选流程知识表示、推理机制及决策模型建立方法进行研究。矿物加工领域的知识具有数据来源复杂、数据不规范、非结构化且相对分散等特点,本文结合矿石相关的结构构造及矿物物质组成等基因特性,针对部分规则库边缘规则不明确的问题,提出基于粗糙集理论的模糊产生式规则表示方法与基于Rete算法的正向推理机制,同时,采用模块化和优先级执行控制技术解决了规则匹配冲突。(4)设计并实现了铁矿石浮选流程决策支持系统。基于SSM(Spring+Spring MVC+Mybatis)框架完成了系统的总体架构设计,包括铁矿基因及铁矿石类型与浮选药剂等浮选数据库设计、规则库设计和功能模块设计,开发了基于Java语言的决策支持系统。系统的主要功能模块包括基础信息管理模块、矿物基因浮选数据管理模块、浮选工艺流程决策模块、浮选药剂用量预测模块以及系统管理模块。综上,本研究对铁矿浮选预测及流程决策具有较强的实用性及可靠性。同时,也为铁矿浮选效率的提高及控制优化提供了一定现实指导意义。
精炼炉二级智能控制系统研究
这是一篇关于LF精炼炉,温度预估,SVR算法,配料系统,优化算法的论文, 主要内容为随着现代化科技的飞速发展,工业信息化和数字化已经逐步成为企业发展趋势,这不仅可以提高企业生产效率,降低生产成本,改进产品质量,而且能够加强企业管理,提高客户满意度。精炼炉二级系统作为全流程炼钢的关键,可以实现对生产过程的自动化监测与控制,以提升品量管理,协调炼钢节奏。本系统以某钢铁企业下120T精炼炉为研究背景,针对精炼过程设计了二级智能化过程控制系统,主要实现了模型指导和优化计算等功能,为实现数字孪生精炼炉打下基础。首先,本文针对LF精炼炉的基本工艺及特点进行分析研究,建立了精炼炉冶金工艺数学模型。其中,温度预估模型的提出主要是精炼炉现阶段未能找到合适的测温元件达到连续测温的目的,通常以多次测温来获取当前钢水温度,依此调节电弧加热功率。而合金加料模型主要是精炼过程需要对钢水进行合金化操作,通常以人工经验算法计算,此方式未能考虑在合金成本最低的情况下选择合适的物料配比问题。其次,针对上述问题,本文通过分析精炼炉能量平衡及传递过程,建立基于SVR算法的温度预估模型,为了使模型算法尽快收敛,又引入PSO算法来优化上述模型,通过对比分析,PSO-SVR回归预测模型的误差相对较小,预报误差在±5℃之内的炉次占总炉次的94%,其模型可实现对钢水温度的连续预报,为满足终点出站温度,指导基础级选择电弧加热,合理控制加热功率提供数据支持和参考依据。针对钢水合金化操作,通过平均炉次法的方式对合金收得率进行优化调整,在满足钢种成分达标的前提下,以合金成本最低为目标建立基于LP算法的合金配料模型,最终得到最优解集,通过指导基础级自动完成合金成分调整,以此达到降低合金投入成本的目的。然后,针对整个精炼二级过程控制系统进行系统架构设计和通迅设计。系统的整体框架以三层架构的设计模式为基础,根据业务需求功能进行模块的划分和设计,最终实现精炼过程级系统中加料、测温、吹氩、通电、喂丝等工艺数据的处理和记录。在通迅方面,作为过程级系统,设计划分不同身份职责的用户分别与基础级和管理级进行数据交互。其中与基础级采用OPC通讯技术进行数据交互,以实现数据实时获取和指导。而与管理级则采用MQ队列通讯技术进行数据下发和上传,借助消息队列完备的工作模式和可靠的工作特性,来保证通迅系统的稳定性和安全性,最终实现炼钢过程的合理调度。最后,依据精炼二级系统的各个模块功能设计了友好的人机交互界面,包括主控功能信息、钢种化验对照信息、LF冶炼详细信息、LF冶炼过程信息、温度模型预测以及合金模型指导等。通过后期现场调试,最终取得了令人满意的结果。本文设计的精炼炉二级智能控制系统以工艺理论为基础,提高精炼炉设备技术水平为目的,结合相关数据库技术和通讯技术进行系统的设计与实现。该系统通过建立的工艺模型对实际生产进行指导,对提高企业经济,保证精炼效率具有重要的实际意义。
精炼炉二级智能控制系统研究
这是一篇关于LF精炼炉,温度预估,SVR算法,配料系统,优化算法的论文, 主要内容为随着现代化科技的飞速发展,工业信息化和数字化已经逐步成为企业发展趋势,这不仅可以提高企业生产效率,降低生产成本,改进产品质量,而且能够加强企业管理,提高客户满意度。精炼炉二级系统作为全流程炼钢的关键,可以实现对生产过程的自动化监测与控制,以提升品量管理,协调炼钢节奏。本系统以某钢铁企业下120T精炼炉为研究背景,针对精炼过程设计了二级智能化过程控制系统,主要实现了模型指导和优化计算等功能,为实现数字孪生精炼炉打下基础。首先,本文针对LF精炼炉的基本工艺及特点进行分析研究,建立了精炼炉冶金工艺数学模型。其中,温度预估模型的提出主要是精炼炉现阶段未能找到合适的测温元件达到连续测温的目的,通常以多次测温来获取当前钢水温度,依此调节电弧加热功率。而合金加料模型主要是精炼过程需要对钢水进行合金化操作,通常以人工经验算法计算,此方式未能考虑在合金成本最低的情况下选择合适的物料配比问题。其次,针对上述问题,本文通过分析精炼炉能量平衡及传递过程,建立基于SVR算法的温度预估模型,为了使模型算法尽快收敛,又引入PSO算法来优化上述模型,通过对比分析,PSO-SVR回归预测模型的误差相对较小,预报误差在±5℃之内的炉次占总炉次的94%,其模型可实现对钢水温度的连续预报,为满足终点出站温度,指导基础级选择电弧加热,合理控制加热功率提供数据支持和参考依据。针对钢水合金化操作,通过平均炉次法的方式对合金收得率进行优化调整,在满足钢种成分达标的前提下,以合金成本最低为目标建立基于LP算法的合金配料模型,最终得到最优解集,通过指导基础级自动完成合金成分调整,以此达到降低合金投入成本的目的。然后,针对整个精炼二级过程控制系统进行系统架构设计和通迅设计。系统的整体框架以三层架构的设计模式为基础,根据业务需求功能进行模块的划分和设计,最终实现精炼过程级系统中加料、测温、吹氩、通电、喂丝等工艺数据的处理和记录。在通迅方面,作为过程级系统,设计划分不同身份职责的用户分别与基础级和管理级进行数据交互。其中与基础级采用OPC通讯技术进行数据交互,以实现数据实时获取和指导。而与管理级则采用MQ队列通讯技术进行数据下发和上传,借助消息队列完备的工作模式和可靠的工作特性,来保证通迅系统的稳定性和安全性,最终实现炼钢过程的合理调度。最后,依据精炼二级系统的各个模块功能设计了友好的人机交互界面,包括主控功能信息、钢种化验对照信息、LF冶炼详细信息、LF冶炼过程信息、温度模型预测以及合金模型指导等。通过后期现场调试,最终取得了令人满意的结果。本文设计的精炼炉二级智能控制系统以工艺理论为基础,提高精炼炉设备技术水平为目的,结合相关数据库技术和通讯技术进行系统的设计与实现。该系统通过建立的工艺模型对实际生产进行指导,对提高企业经济,保证精炼效率具有重要的实际意义。
精炼炉二级智能控制系统研究
这是一篇关于LF精炼炉,温度预估,SVR算法,配料系统,优化算法的论文, 主要内容为随着现代化科技的飞速发展,工业信息化和数字化已经逐步成为企业发展趋势,这不仅可以提高企业生产效率,降低生产成本,改进产品质量,而且能够加强企业管理,提高客户满意度。精炼炉二级系统作为全流程炼钢的关键,可以实现对生产过程的自动化监测与控制,以提升品量管理,协调炼钢节奏。本系统以某钢铁企业下120T精炼炉为研究背景,针对精炼过程设计了二级智能化过程控制系统,主要实现了模型指导和优化计算等功能,为实现数字孪生精炼炉打下基础。首先,本文针对LF精炼炉的基本工艺及特点进行分析研究,建立了精炼炉冶金工艺数学模型。其中,温度预估模型的提出主要是精炼炉现阶段未能找到合适的测温元件达到连续测温的目的,通常以多次测温来获取当前钢水温度,依此调节电弧加热功率。而合金加料模型主要是精炼过程需要对钢水进行合金化操作,通常以人工经验算法计算,此方式未能考虑在合金成本最低的情况下选择合适的物料配比问题。其次,针对上述问题,本文通过分析精炼炉能量平衡及传递过程,建立基于SVR算法的温度预估模型,为了使模型算法尽快收敛,又引入PSO算法来优化上述模型,通过对比分析,PSO-SVR回归预测模型的误差相对较小,预报误差在±5℃之内的炉次占总炉次的94%,其模型可实现对钢水温度的连续预报,为满足终点出站温度,指导基础级选择电弧加热,合理控制加热功率提供数据支持和参考依据。针对钢水合金化操作,通过平均炉次法的方式对合金收得率进行优化调整,在满足钢种成分达标的前提下,以合金成本最低为目标建立基于LP算法的合金配料模型,最终得到最优解集,通过指导基础级自动完成合金成分调整,以此达到降低合金投入成本的目的。然后,针对整个精炼二级过程控制系统进行系统架构设计和通迅设计。系统的整体框架以三层架构的设计模式为基础,根据业务需求功能进行模块的划分和设计,最终实现精炼过程级系统中加料、测温、吹氩、通电、喂丝等工艺数据的处理和记录。在通迅方面,作为过程级系统,设计划分不同身份职责的用户分别与基础级和管理级进行数据交互。其中与基础级采用OPC通讯技术进行数据交互,以实现数据实时获取和指导。而与管理级则采用MQ队列通讯技术进行数据下发和上传,借助消息队列完备的工作模式和可靠的工作特性,来保证通迅系统的稳定性和安全性,最终实现炼钢过程的合理调度。最后,依据精炼二级系统的各个模块功能设计了友好的人机交互界面,包括主控功能信息、钢种化验对照信息、LF冶炼详细信息、LF冶炼过程信息、温度模型预测以及合金模型指导等。通过后期现场调试,最终取得了令人满意的结果。本文设计的精炼炉二级智能控制系统以工艺理论为基础,提高精炼炉设备技术水平为目的,结合相关数据库技术和通讯技术进行系统的设计与实现。该系统通过建立的工艺模型对实际生产进行指导,对提高企业经济,保证精炼效率具有重要的实际意义。
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