1 前 言

在現代高爐煉鐵技術發(fā)展進(jìn這什)程中，操作過(guò)程控制及專家系統的開(kāi不人)發(fā)研究，迄今大緻可分為三個階段：

（1）1950～1970年。該階段在物料平衡、熱量平衡基礎上，采習員用配料計算、工程計算、Rist操作線厭司等對(duì)高爐操作進(jìn)行靜态熱力學(xué)分析，給商議出各種(zhǒng)變動因素對(duì)焦比影響的分析木我。爐況的判斷及調控，主要依靠高爐操作者的實際經(j術和īng)驗進(jìn)行。

（2）1970～1985年。該階段以日本為代表，由高爐系統獲得大量冶煉數秒員據輸入信号，利用動力學(xué)模型、控制模型或爐況判斷模型，借助過(g兵著uò)程計算機對(duì)爐況進(jìn)行數據與信息的處理、分析短吃與判斷。與前第一階段相比，高爐操作控制技術坐歌上已有長(cháng)足進(jìn)步，基本上可防止因操作者畫多的因素而造成(chéng)的爐況判斷失誤著行。

（3）1985年～迄今。該階段在高爐操作計算機控制技通光術中，運用人工智能(néng)與知識工程技術，彙集經(jīng)驗操作者的智慧和冶煉理論研究專家的成(美子chéng)果，構成(chéng)多種(zhǒn愛到g)專家系統，預測爐況發(fā)展趨勢并給出你如操作指示。
　　目前，在國(guó)内外一些高爐上，運用專家系統進(jìn)行爐身壓力高這、低矽操作、軟熔帶形狀、爐身氣流分布、裝料制度等方面(miàn學是)的控制，已取得較好(hǎo)的效果。

2 國(guó)外開(間快kāi)發(fā)應用概況

1985年以來，日本先于其它國(guó)家開(kāi)發(fā)了用間制于高爐操作控制的專家系統，并在實際中得以應用。學問

2.1 新日鐵高爐專家系統
　　君津廠專家系統構成(chéng)系統流程。高爐現場數據由過慢好(guò)程計算機收集，經(jīng)數據通訊通道(dào些又)傳送到(dào)專用處理機去進(jìn)行處理分析，其紅年結果再返回現場顯示。系統設有二個知識庫，一為在線使用，一為離線使用。

2.2 1号高爐專家系統
　　該系統為數模－專家結合型系統。其運行特點是將(jiāng)數睡現學(xué)模型和實際規則兩(liǎng)者相結合，操作數吃去據采集為2min一次，計算為10min一次，取小時(shí)平說數均值。短期控制時(shí)，操作數據照湖用于判斷爐況。正常爐況下（約80％～85％時(shí)間），噴煤比、風溫月市及濕度等均用爐熱指數TS數模控制，異常爐況下（15％～20％時(s視術hí)間），由經(jīng)驗規則來實施控制。專家知識庫中含1紅長200條規則。鐵水矽含量[Si]與鐵水溫海科度的預測命中率達85％～90％。長(物弟cháng)期控制時(shí)，操作數據用于診斷爐況，然後靜開(hòu)由生産決策者判定長(cháng)期操作的方針與相關參數控制值。聽見

2.3 4号高爐專家系統
　　該系統模型的改進(jìn)型爐況判斷專家跳習系統。動态模型在給定時(shí)間間隔内作一次運算，對(duì)過看是(guò)程、狀态做出判斷，靜态模型離線運行，産生的信息給工程吃刀師、管理者作判斷用。系統管理範圍為修複風指導、異常爐況的能資操作、日常操作指導（爐體熱負荷控制、爐底溫度控制、無鐘爐頂使用方又喝法、低矽冶煉、防止爐缸不活躍）等方面(miàn)。

2.4 模型集成(chéng)系統
　　新日鐵大分廠2号高爐上的模型集成(chéng)系統，是以金看軟融帶推斷模型為主建立的。整個系統你車包含532個傳感器，8種(zhǒng)軟融帶模式，1個專家知識庫（内謝議含5850條規則）。在過(guò)程控制應用中，系統采樣(yàng)時(s家畫hí)間間隔1s（采集1200條過(guò)公知程數據），給出操作指示的時(shí)間間隔為5s。

京濱1号高爐（4907m3）上的模型們科集成(chéng)系統，是以無鐘爐頂爐料布料模型為主建立的。該系她紙統的專家知識庫，是由裝料制度、煤氣流樹西狀态、爐體溫度場、風量、風壓、透氣性銀慢等重要影響因素組成(chéng)。

2.5 爐溫爐況判斷系統
　　日本鋼管福山廠5号高爐上的在線實時(shí)型專家系統，花做主要用于爐溫預報與異常爐況判斷時校。整個系統包含900個檢測點，1個專家知識庫(内含爐熱預報規則500多聽唱條，爐況判斷規則200多條)。在高爐實時(shí)現光應用中，2min進(jìn)行一次預測異常笑舞爐況(包括管道(dào)現象和崩料等)，20min進(jìn)行報兒一次爐熱狀态推斷。

2.6 芬蘭拉赫廠高爐專家系統
　　芬蘭羅德洛基公司拉赫廠2号高爐的控制模型，是20世紀90年代以後(hòu)，在系統的基礎日報上發(fā)展起(qǐ)來的，由動态模型與靜态模型組成(ch男好éng)，目标是保持高爐下部的熱平衡，防服見止高爐出現不穩定和異常爐況。主要功能(néng)為裝料監控(及時在配料計算)、煤氣分布與煤氣利用率（CO/CO2）分析、非正常爐況識别（女理塌料、崩料、滑料、結瘤、懸料等）、鐵水溫度、[Si] 及出中民鐵控制等，專家系統知識庫包括兩(liǎng)個經(jīng)舞物驗庫，共有850條判斷規則，一個經(jīng)驗庫用于高爐的正聽遠常操作，另一個用于故障後(hòu)的再啟動、的業休風後(hòu)的鼓風操作和診斷出爐況突然發(fā)生異常變化時(shí)的啟拍也動操作。系統操作診斷分為：30s、5min、15min短周期高爐能訊狀況判斷；8h中周期診斷，監視周期爐況趨勢；長(cháng拿算)周期診斷，評估前一天爐況及趨熱低勢，确定當天的操作方針。

2.7 奧鋼聯林茨廠高爐專家系統
    該系統通個為奧鋼聯工程技術公司與林茨廠聯合開(kāi)發(fā)，自1997年以來機器，專家系統在2772m3高爐上以閉環方式成(chéng)功地運行，間村在無操作人員任何介入的情況下，每天24h對(duì)燃料比、爐料堿度、燃油噴司火吹、加蒸汽及爐料分布等實施自動控制。控制系統最顯著中雜的特點是對(duì)原燃料條件無苛刻得說要求，能(néng)适應原燃料條件變動的短期調整。
    此外，比利時問是(shí)、瑞典、澳大利亞、美國(guó)、俄羅斯等國(唱道guó)也都(dōu)相繼開(kāi)發(fā)應用了自己的高爐專家系統，物廠并以其作為推動煉鐵技術進(jìn)步、挖掘好科高爐生産潛力、實現節能(néng)降耗的重要措施。

3 國(guó)内開(kāi)發(fā木物)應用概況

多年來，在資金、技術、基礎設施條件等與國(guó)外如算相差甚大的情況下，國(guó)内也一直緻力于高爐過(gu小商ò)程控制技術與專家系統的開(kāi)發(fā)研究工作，且多以廠校很林（或院、所）合作的方式進(jìn)行。

3.1 首鋼高爐專家系統
　　20世紀90年代初北京科技大學(xu雨微é)與首鋼合作開(kāi)發(fā)的系統，由爐熱狀态判斷（[Si]預樹一報）、爐況順行判斷（懸料，崩料，滑料等）和爐體狀态判斷（爐牆結瘤、對不冷卻壁燒穿及漏水等）三個子系統組成(chéng)。
　　首鋼人工智能(néng)高爐冶煉專家個熱系統，當時(shí)居國(guó)内領水技先水平，1998年曾獲得國(guó)家專利，并應用在首鋼1726m3高爐上。聽機因未随計算機技術進(jìn)步繼續深入開(kāi)發(fā)街很和完善提高，2000年被(bèi)首鋼鄉城引進(jìn)的芬蘭高爐控制專家系統所取代。

3.2 鞍鋼高爐專家系統
　　鞍鋼4号（1000m3級）高爐專家系統謝家，由數據庫、推理機、知識庫、動态數據模型和機理模型、爐熱章可判斷、解釋和預報結果顯示，以及知識自學(xué)習系統構什說成(chéng)。含矽預報部分，依靠專家系統可靜將(jiāng)爐況分類，根據其正常、異常和波動程度選用不同的外放模型确定生鐵含矽量。專家系統部分，根據知科到識庫存儲的冶煉理論規則和高爐操作經(jīng)驗弟畫，推理、預測爐熱變化趨勢和幅度，并給出操作唱玩指導。
　　1995年立項的鞍鋼10号（2580m3）高爐專家系統，為腦師原冶金部重大課題，由北京科技大學(xué)、東北大學(水請xué)和鞍鋼三家合作開(kāi)發(fā動樂)。曆時(shí)6年後(hòu)，在專家知識庫、爐況診斷等書輛方面(miàn)取得相應成(chéng)果。

3.3 馬鋼2500m3高爐爐況診線你斷專家系統
　　該系統為原冶金部自動化研究院場少與馬鋼合作開(kāi)發(fā)的專家系統。其在原有計算機基礎上，加上工業吃樂微機作為人工智能(néng)(AI)處理機，進(jìn)行模型運算和專家系統推理女都,系統類似于日本系統。

3.4 寶鋼高爐專家系統
　　1986年，寶鋼2号（4503m3）高爐引進(jì飛木n)日本系統，在消化吸收引進(jìn厭通)技術的基礎上，1991年寶鋼與複旦大學(xué)合作開(kāi村鐵)發(fā)了爐況監視和管理系統，在1号山去高爐（4063m3）上使用至1995年停畫生爐大修。
　　1995年，寶鋼在2号高爐上開(kāi)發(fā)應用高爐人工智能(n長如éng)專家系統，1997年通腦老過(guò)了專家技術鑒定。因國(guó)内一般大型高爐在技術可雨裝備條件和原燃料條件方面(miàn)均達不到(dào訊志)寶鋼高爐水平，建立在此基礎上的寶鋼專家系統，的北難以在國(guó)内一般高爐上推廣應用。

3.5 武鋼等引進(jìn)的國(guó)外高爐專家系統
　　1997年，武鋼4号高爐（2516m3）引進(銀錢jìn)芬蘭羅德洛基公司的高爐控制專家系統，1998年投入生産應用，并取區姐得技術經(jīng)濟成(ch門綠éng)效。此外，繼武鋼之後(hòu)，首鋼、本短輛鋼、昆鋼、攀鋼等大型高爐也相繼引進(jìn)芬蘭、奧地利的高爐專家系統。
3.6 高爐煉鐵優化專家系統
　　該系統為浙江大學(xué)開(kāi現那)發(fā)，系1999年國(guó)家科技部批準的《國(guó朋房)家級科技成(chéng)果重點推廣計劃》項目，并在杭鋼、濟鋼、新飛業臨鋼和萊鋼等企業的合作下，推廣應用至多座350m3、380m3和750m3中火高爐上。該系統以冶金機理和應用數學金麗(xué)知識為基礎，以專家數據庫為智能(néng務兵)源，對(duì)高爐進(jìn)行工藝參數系統優的樂化、爐溫預報及異常爐況判斷。因其立足于國(guó)内一般條件，較符合國(gu畫少ó)内高爐原燃料條件和監測、自動化水平相對(duì身們)較差的高爐情況，投資省，擁有我國(guó)獨立知識産權。

4 結  語

高爐專家系統開(kāi)發(fā醫工)應用曆程表明，不同時(shí)期、不同階段、不同水平、不同形式的開(kāi房東)發(fā)應用，一直在促進(jìn)著樂白(zhe)現代高爐煉鐵技術的進(jìn老他)步，現已步入閉環控制開(kāi)發(fā)廠商應用階段，成(chéng)為高爐冶煉實現“高效、節能(néng)、低耗、長(cháng)壽”的重要途徑之一。在高爐弟報裝備水平與原燃料客觀條件存在明顯差距條件下，借鑒國(guó)外經(jīng)驗快樂，立足國(guó)内高爐條件，自主開(kāi)發(fā)服舊投資省、應用效益顯著的實用型專家系統，使其個文在技術性能(néng)上适應國(guó)内操作者的傳統操作習慣，在功能(nén長他g)上滿足高爐需求，以便在國(guó)内高爐上普遍推廣應用。（本文來源：中國(guó)自動化網）