CN110857837B - 一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，所述智能控制方法包括以下步骤：步骤一：编制日作业计划；步骤二、编制定修备料模型步骤三：指定仓槽控制计划；步骤四：流程智能切换；步骤五：小车自动走槽控制方法。本发明通过作业计划管理、定修备料模型、仓位实时管理、流程智能切换等模型的建立。实现原料系统向多座高炉高效有序的进行物料输送，自动生成作业计划，智能编制定修备料模型，仓槽智能控制和切换，流程智能控制，由计算机系统全智能保证各高炉原燃料仓位控制在合理水平，有利于高炉稳定顺行，大大减少操作强度。

Description

一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，属于智能制造技术领域。

背景技术

大型钢铁联合企业，多座高炉公用原燃料输送系统进行生产和物料组织。目前，需要操作人员根据高炉仓位和物料准备情况，选取输送流程，人工进行仓位控制。如果仓位控制不善，流程组织不合理造成物料准备不足影响高炉生产；过程中需要人工监控流程状态，料仓料位状态状态，人工切换流程，效率和能耗低下；流程监控不及时造成堵料、撒料、扑料等问题。整个过程需人工干预，外劳动强度高，经济效果差，不适应未来智能制造要求，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，本发明通过作业计划管理、定修备料模型、仓位实时管理、流程智能切换等模型的建立。实现原料系统向多座高炉高效有序的进行物料输送，自动生成作业计划，智能编制定修备料模型，仓槽智能控制和切换，流程智能控制，由计算机系统全智能保证各高炉原燃料仓位控制在合理水平，有利于高炉稳定顺行，大大减少操作强度，将原来传统的设备控制向现代化数字控制转变。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，所述智能控制方法包括以下步骤：

步骤一：编制日作业计划；

步骤二、编制定修备料模型

步骤三：指定仓槽控制计划；

步骤四：流程智能切换；

步骤五：小车自动走槽控制方法。

作为本发明的一种改进，所述步骤一：编制日作业计划，具体如下，通过各高炉对各种物料的需求，编制出24小时内物料生产计划；

计算方法如下：

设单座高炉某品种原燃料24小时需求量为Q：

Q＝R×i×K×λ

此高炉此品种原燃料24小时需补料次数为N：

式中：λ--配矿比例；K---矿耗；i--高炉利用系数；R--高炉容积；T_上--仓位上限值；T_下--仓位下限值；C--投用仓数量

根据上述计算出每座高炉每个品种在24小时内需要生产的次数以及每次生产的时间，系统自动排出生产计划。

作为本发明的一种改进，所述步骤二、编制定修备料模型，具体如下，

为了防止因计划性检修造成系统没有充分备料而影响的高炉生产，故将设备检修计划纳入作业计划管理。

(1)检修计划生成，点检员在设备类管理系统编制出次日设备检修计划，内容包括设备代码、计划检修开始时间、计划检修结束时间、是否停机配合等因素。

(2)物料生产影响分析，例如：设备A计划次日8:00-12:00检修4小时,系统做出以下分析：1)此设备运输品种为B和C；2)高炉号D所需品种B和C要经过设备A；3)判断出除此系统外无其它备用系统；4)检索出此品种对应仓号。

(3)备料计划生成。前面已经分析出高炉D在次日8:00前需要备品种为B和C的物料。计算品种B和C在8:00前备满仓需要的时间为T；2在8:00前提前生成一个作业计划。

作为本发明的一种改进，所述步骤三指定仓槽控制计划具体如下，在后台对各仓槽配置出上限料位、下限料位、上极限料位、下极限料位，上限料位是指此仓料位控制的上限值，是小车移动或流程顺停的标准线；上极限是流程一起停的标准线，上限和上极限设定时应考虑到流程余料，下限是指此仓料位控制的下限值，是移动小车或启动流程的标准限，下极限是必须启动流程，包括备用流程的标准线。

作为本发明的一种改进，所述步骤四流程智能切换具体如下，

在得出作业计划后，关键是计划的实施，即不同高炉、相同品种；同高炉、不同品种情况下的流程智能切换，主要有以下几种切换：

(1)“Y”型流程切换；

针对不同起点设备，终点为同一设备(一般为小车)，不同品种，进不同的仓槽。

例如：同高炉杂矿仓，块矿、球团之间的切换。

切换要点：得到切换指令后，顺停前流程；当料流过合流点时，启动后流程；小车单独控制，当前流程料尾过小车后，小车移动到后流程目标位置，如果2分钟没有移到指定位置，报警；如果4分钟没有移到指定位置，停机；

(2)“λ”型流程切换；

针对同一品种，同一起点设备，不同终点设备的切换；

例如：不同高炉的块矿、球团、杂矿、焦炭。

切换要点：得到切换指令后，暂停放料点(源头设备)，3-5分钟后继续放料；当料流过切换点时，启动后流程。

(3)“1”型流程切换；

针对同一起点设备(仓槽组)，同一终点设备(一般为小车)，不同的品种，

例如：筛焦楼干熄焦和湿熄焦分开进高炉焦炭仓。

切换要点：得到切换指令后，停放料点(源头设备)，延时5分钟后，启动后流程，开启下流程放料点；小车单独控制，当前流程料尾过小车后，小车移动到后流程目标位置，如果2分钟没有移到指定位置，报警；如果4分钟没有移到指定位置，停机；

(4)“工”型切换；

针对不同品种，不同起点设备，中间有公用设备，向不同终点设备切换；

例如：不同高炉不同品种之间的相互切换。

切换要点：得到切换指令后，顺停前流程；当料流过第二个切换点时，启动后流程；小车立即到达指定位置。

(5)流程切换选择方案

确定终点：根据上述方案中作业计划和备料计划，确定了高炉号、仓位号、品种等信息。也就确定了流程终点。

确定起点：作业计划中已经明确品种，系统根据库区配置，搜索出源库区，进而明确了流程起点。

根据起点和终点，结合各个钢铁厂的工艺流程设计实际情况，搜索出可使用流程。

流程启动或切换，如果流程没有被占用，直接启动；如果流程被占用，执行切换，根据上述四种流程切换特点，选择相匹配的流程切换模式。

作为本发明的一种改进，所述步骤五：小车自动走槽控制方法，具体如下，小车移动优先顺序，执行最低原则和最近原则，首先判断低于下限的在小车附近最近仓槽进行加料，当料位到达下限时，判断是否有其它仓位低于下限，有，按最近原则，进行补料；否，继续进料至上限位；二是按照最近的原则逐个进行进料补仓；三是当全部仓槽料位大于上限位时，执行流程切换或顺停流程。

考虑到部分仓槽因故障、换仓、检修等情况下暂时停用的情况。技术方案：选取需要投用的仓槽，投入连锁。

如3#仓停用，选择1、2、4号仓同对应小车投入自动，3号仓不参与自动计算，遇3号仓跳过。

考虑到料位仪故障。技术方案：料位计在30秒内无数据变化，报警，提醒操作人员注意。操作人员切换成手动，手动操作并联系相关人员处理。

考虑到部分仓槽位置错误。在小车移动时，会出现限位故障或检测不到等现象，造成小车找不到需定位的位置。技术方案：小车在相邻限位间正常移动所需时间20秒，如果大于此时间，报警，提醒操作人员注意。操作人员切换成手动，手动操作并联系相关人员处理。

相对于现有技术，本发明的优点如下：本发明整个控制方法操作方便，通过该方法，解决高炉原燃料物流智能控制问题，大大减少操作强度，提高了工作效率，降低了能耗，并且降低断料造成高炉系统不稳定的风险，实现了由原来传统的设备控制向现代化数字控制转变。原来每座高炉每个班需要至少一名岗位人员来操作，本发明实施后，此岗位操作取消，可以由高炉值班室人员监控。

附图说明

图1为大型钢铁联合企业高炉原燃料输送流程图。

具体实施方式

为了加强对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明做出进一步的说明和介绍。

实施例1：一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，所述智能控制方法包括以下步骤：

步骤一：编制日作业计划；

步骤二、编制定修备料模型

步骤三：指定仓槽控制计划；

步骤四：流程智能切换；

步骤五：小车自动走槽控制方法。

所述步骤一：编制日作业计划，具体如下，

通过各高炉对各种物料的需求，编制出24小时内物料生产计划；

例如块矿需求量计算方法如下：

设单座高炉某品种原燃料24小时需求量为Q：

Q＝R×i×K×λ＝3200×2.3×1.61×17％＝2014吨/天

此高炉此品种原燃料24小时需补料次数为N：

式中：λ--配矿比例；K---矿耗；i--高炉利用系数；R--高炉容积；T_上--仓位上限值；T_下--仓位下限值；C--投用仓数量

根据上述计算出每座高炉每个品种在24小时内需要生产的次数以及每次生产的时间，计算结果有小数的，为了保证高炉不断料向上取整。系统自动排出生产计划如下：

高炉号	品种	日需求量	上料次数	备注
					1#高炉	块矿	2014	2	…
1#高炉	烧结矿	10700	5	烧结机连续生产
					…	…	…	…	…

所述步骤二、编制定修备料模型，具体如下，

(1)如图1中，例如：设备A计划次日8:00-12:00检修4小时,系统做出以下分析：1)此设备运输品种为块矿、球团和和熔剂；2)1#高炉和2#高炉号所需品种块矿、球团和熔剂要经过设备A；3)判断出除此系统外无其它备用系统；4)检索出此品种对应仓号。

(2)备料计划生成。1#高炉和2#高炉在次日8:00前需要准备好块矿、球团和熔剂。

(3)生产作业计划为：

高炉号	品种	作业时间	作业量
				1#高炉	块矿	7:00-8:00	1000吨
1#高炉	球团	5:30-7:00	1200吨
				…	…	…	…

所述步骤三指定仓槽控制计划具体如下，

高炉号	仓槽号	上极限	上限	下限	下极限
						1#高炉	1A(块矿)	100％	85％	30％	20％

(1)下限为是指此仓料位控制的下限值，分为仓位料位下限值和同品种料位下限值。仓位料位下限值：为了控制仓位在一个合理的料位，预防仓位过低造成增加物料破碎率或者断料风险，当料位低于下限值时，进料小车自动移动到此料仓进行加料。同品种料位下限值：为了确定市场时间，当同品种所有仓位料位平均值到达下限位时，启动流程开始执行作业计划。

(2)上限料位是指此仓料位控制的上限值。当到时此料位时，如果同品种还有其它料仓且小于此值，小车自动移动到另一个仓；如果同品种所有料仓都达到此值，执行流程顺停。

(3)上极限和下极限是料仓控制的安全线，当达到上极限时，为了防止铺料，流程一起停；当达到下极限时，为了防止断料风险，必须强制启动，即使流程被占用，也要做流程切换。

(4)上限和上极限设定时应考虑到流程余料，例如流程起点到终点皮带机长度为L米、带速为V米/秒、流量为Q吨/秒、流程余料量为C。

C＝L/V×Q

上极限料位与上限料位的差值必须大于C，否则余料造成铺料。

所述步骤四流程智能切换具体如下，

例如高炉生产计划如下：

高炉号	品种	作业时间	作业量
				1#高炉	块矿	7:00-8:00	1000吨
1#高炉	球团	5:30-7:00	1200吨
				2#高炉	熔剂	4:00-5:30	1000吨
…	…	…	…

系统根据作业计划自动搜索出流程，涉及到共用设备的需要进行流程切换。例如生产完2#高炉熔剂后，生产1#高炉球团，两个作业计划都需要经过设备A的相关流程。此切换属于“工”字型切换，不同起点，不同终点，中间共用一段流程。切换要点：得到切换指令后，顺停前流程；当料流过第二个切换点时，启动后流程；小车立即到达指定位置。这样就避免了前一个流程料流必须走完后再启动第二个流程，影响作业效率。

所述步骤五：小车自动走槽控制方法，具体如下，小车移动优先顺序，执行最低原则和最近原则，首先判断低于下限的在小车附近最近仓槽进行加料，当料位到达下限时，判断是否有其它仓位低于下限，有，按最近原则，进行补料；否，继续进料至上限位；二是按照最近的原则逐个进行进料补仓；三是当全部仓槽料位大于上限位时，执行流程切换或顺停流程。

考虑到部分仓槽因故障、换仓、检修等情况下暂时停用的情况。技术方案：选取需要投用的仓槽，投入连锁。

如3#仓停用，选择1、2、4号仓同对应小车投入自动，3号仓不参与自动计算，遇3号仓跳过。

考虑到料位仪故障。技术方案：料位计在30秒内无数据变化，报警，提醒操作人员注意。操作人员切换成手动，手动操作并联系相关人员处理。

考虑到部分仓槽位置错误。在小车移动时，会出现限位故障或检测不到等现象，造成小车找不到需定位的位置。技术方案：小车在相邻限位间正常移动所需时间20秒，如果大于此时间，报警，提醒操作人员注意，操作人员切换成手动，手动操作并联系相关人员处理。

需要说明的是上述实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，其特征在于，所述智能控制方法包括以下步骤：

步骤一：编制日作业计划；

步骤二、编制定修备料模型

步骤三：指定仓槽控制计划；

步骤四：流程智能切换；

步骤五：小车自动走槽控制方法；

所述步骤一：编制日作业计划，具体如下，

通过各高炉对各种物料的需求，编制出24小时内物料生产计划；

计算方法如下：

设单座高炉某品种原燃料24小时需求量为Q：

Q＝R×i×K×λ

此高炉此品种原燃料24小时需补料次数为N：

式中：λ--配矿比例；K---矿耗；i--高炉利用系数；R--高炉容积；T_上--仓位上限值；T_下--仓位下限值；C--投用仓数量；

根据上述计算出每座高炉每个品种在24小时内需要生产的次数以及每次生产的时间，系统自动排出生产计划；

所述步骤二、编制定修模型，具体如下：

(1)检修计划生成,

(2)物料生产影响分析,

(3)备料计划生成；

所述步骤三指定仓槽控制计划具体如下，在后台对各仓槽配置出上限料位、下限料位、上极限料位、下极限料位，上限料位是指此仓料位控制的上限值，是小车移动或流程顺停的标准线；上极限是流程一起停的标准线，上限和上极限设定时应考虑到流程余料，下限是指此仓料位控制的下限值，是移动小车或启动流程的标准限，下极限是必须启动流程，包括备用流程的标准线；

所述步骤四、流程智能切换具体如下，

在得出作业计划后，关键是计划的实施，即不同高炉、相同品种；同高炉、不同品种情况下的流程智能切换，主要有以下几种切换：

(1)“Y”型流程切换；

特点是：不同起点设备，终点为同一设备，不同品种，进不同的仓槽；

切换要点：得到切换指令后，顺停前流程；当料流过合流点时，启动后流程；小车单独控制，当前流程料尾过小车后，小车移动到后流程目标位置，如果2分钟没有移到指定位置，报警；如果4分钟没有移到指定位置，停机；

(2)“λ”型流程切换；

特点是：同一品种，同一起点设备，不同终点设备的切换；

切换要点：得到切换指令后，暂停放料点即源头设备，3-5分钟后继续放料；当料流过切换点时，启动后流程；

(3)“1”型流程切换；

特点是：同一起点设备即仓槽组，同一终点设备，不同的品种；

切换要点：得到切换指令后，停放料点即源头设备，延时5分钟后，启动后流程，开启下流程放料点；小车单独控制，当前流程料尾过小车后，小车移动到后流程目标位置，如果2分钟没有移到指定位置，报警；如果4分钟没有移到指定位置，停机；

(4)“工”型切换；

特点是：不同品种，不同起点设备，中间有公用设备，向不同终点设备切换；

切换要点：得到切换指令后，顺停前流程；当料流过第二个切换点时，启动后流程；小车立即到达指定位置；

(5)流程切换选择方案；

1)确定终点：根据上述方案中作业计划和备料计划，确定了高炉号、仓位号、品种信息，也就确定了流程终点；

2)确定起点：作业计划中已经明确品种，系统根据库区配置，搜索出源库区，进而明确了流程起点；

3)根据起点和终点，结合各个钢铁厂的工艺流程设计实际情况，搜索出可使用流程；

4)流程启动或切换，如果流程没有被占用，直接启动；如果流程被占用，执行切换，根据上述四种流程切换特点，选择相匹配的流程切换模式。

2.根据权利要求1所述的基于多高炉原燃料输送物流智能控制方法，其特征在于，所述步骤五：小车自动走槽控制方法，具体如下，

小车移动优先顺序，执行最低原则和最近原则，首先判断低于下限的在小车附近最近仓槽进行加料，当料位到达下限时，判断是否有其它仓位低于下限，有，按最近原则，进行补料；否，继续进料至上限位；二是按照最近的原则逐个进行进料补仓；三是当全部仓槽料位大于上限位时，执行流程切换或顺停流程。

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