CN112000075A - 干熄焦优化控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种干熄焦优化控制方法及系统，该方法包括：获取干熄焦生产设备的历史数据、当前运行数据及生产计划数据；历史数据包括历史运行数据和历史运行数据对应的历史工况数据；基于历史数据、当前运行数据、生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数；将控制参数发送至干熄焦生产设备的控制服务器，以使控制服务器基于控制参数控制干熄焦生产设备的工作。应用本申请提供的干熄焦优化控制方法，可以实现干熄焦生产设备的全自动运行，提升干熄焦生产设备的运行效率，降低干熄焦生产设备的运行难度，提升干熄焦生产设备的操作水平。
Description
技术领域
本申请涉及熄焦技术领域，具体地，涉及一种干熄焦优化控制方法及系统。
背景技术
干熄焦技术是煤化工领域一项重要的节能环保技术，在全世界范围内得到了广泛应用。且干熄焦系统作为整个焦化厂生产的最后的熄焦环节，其稳定生产不仅对焦化厂具有很积极的作用，还能够产生极大地经济效益。
目前来说，干熄焦技术涉及焦化、热力、机械、耐火材料、环保及过程控制等诸多领域，其工艺较为复杂、控制参数较多、操作难度较大且对连续生产要求较高。若干熄焦系统调控不好，干熄炉就会出现温度波动，严重时影响干熄率，甚至影响干熄炉的寿命。
所以，亟需一种对干熄焦系统进行调控的设备和方法，以提升干熄焦的操作水平，降低干熄焦的运行难度。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种干熄焦优化控制方法及系统。
为实现本申请的目的，第一方面提供一种干熄焦优化控制方法，包括：
获取干熄焦生产设备的历史数据、当前运行数据及生产计划数据；所述历史数据包括所述历史运行数据和所述历史运行数据对应的历史工况数据；
基于所述历史数据、所述当前运行数据、所述生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得所述干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数；
将所述控制参数发送至所述干熄焦生产设备的控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
可选地，所述基于所述历史数据、所述当前运行数据、所述生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得所述干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数，进一步包括：
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据所述历史工况数据对应的历史运行数据和所述当前运行数据获得所述当前工况数据对应的控制参数。
可选地，所述从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据所述历史工况数据对应的历史运行数据和所述当前运行数据获得所述当前工况数据对应的控制参数，进一步包括：
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据所述目标历史工况数据获得所述当前工况数据对应的工艺参数；
从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为所述当前工况数据对应的控制参数。
可选地，所述工艺参数包括干熄焦排焦温度、锅炉入口温度、预存室料位控制范围及可燃气体成分控制范围中的一项或多项。
可选地，所述控制参数包括实时排焦量、循环风量及空气导入量数值、锅炉给水量及汽轮发电机有效功率中的一项或多项。
可选地，所述获取生产计划数据，进一步包括：
获取焦炉的红焦炭出炉数据和焦炉检修数据，并根据所述红焦炭出炉数据和所述焦炉检修数据制定干熄焦生产设备的生产计划；
基于所述生产计划和所述干熄焦生产设备的生产检修计划，生成所述生产计划数据。
可选地，还包括：将获得的所述工艺参数和所述控制参数进行储存，并基于所述工艺参数和所述控制参数更新所述预设的工况数据集。
可选地，所述方法还包括：
从所述邻网边缘服务器获取各个邻网干熄焦生产设备的邻网实时运行数据和所述邻网边缘服务器下发的邻网控制参数，并基于所述邻网实时运行数据和所述邻网控制参数更新所述预设的工况数据集。
可选地，还包括：对所述控制参数进行安全监控，若所述控制参数超出预设的阈值范围，则向所述控制服务器发送报警信息。
可选地，所述运行数据包括装焦轨道衡的定期装入量、干熄炉料位、循环风量、皮带秤实时值、干熄炉的温度参数和压力参数及锅炉的温度参数和压力参数中的一项或多项。
为实现本申请的目的，第一方面提供一种干熄焦优化控制系统，分别与焦炉生产管理设备和干熄焦生产设备的控制服务器连接，用于：
从所述控制服务器获取所述干熄焦生产设备的历史数据和当前运行数据，从所述焦炉生产管理设备获取生产计划数据；所述历史数据包括历史运行数据和所述历史运行数据对应的历史工况数据；
基于所述历史数据、所述当前运行数据、所述生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得所述干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数；
将所述控制参数发送至所述控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
可选地，进一步用于：
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据所述历史工况数据对应的历史运行数据和所述当前运行数据获得所述当前工况数据对应的控制参数。
可选地，包括一个中心服务器和至少一个边缘服务器；
所述中心服务器分别与各个所述边缘服务器连接，所述中心服务器用于：
从所述边缘服务器获取各个所述干熄焦生产设备的实时运行数据和所述边缘服务器下发的所述控制参数，并将所述实时运行数据和所述控制参数存储至其历史数据库中；
所述边缘服务器分别与所述中心服务器、所述焦炉生产管理设备及所述控制服务器连接，所述边缘服务器用于：
从所述控制服务器获取所述干熄焦生产设备的当前运行数据，从所述历史数据中获取所述历史数据，从所述焦炉生产管理设备获取生产计划数据；所述历史数据包括所述历史运行数据和所述历史运行数据对应的历史工况数据；
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据所述目标历史工况数据获得所述当前工况数据对应的工艺参数；
从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为所述当前工况数据对应的控制参数；
将所述控制参数发送至所述控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
可选地，所述中心服务器包括云服务器，所述云服务器与本地的所述边缘服务器和相邻的设备网络中的邻网边缘服务器均连接，用于：
从所述邻网边缘服务器获取各个邻网干熄焦生产设备的邻网实时运行数据和所述邻网边缘服务器下发的邻网控制参数，并基于所述邻网实时运行数据和所述邻网控制参数更新所述预设的工况数据集。
可选地，所述边缘服务器包括数据通信模块和数据计算模块；
所述数据通信模块分别与所述焦炉生产管理设备、及所述控制服务器及所述中心服务器进行数据通信，以从所述焦炉生产管理设备获取所述生产计划数据，从所述控制服务器获取所述干熄焦生产设备的当前运行数据，从所述中心服务器获取所述历史数据；
所述数据计算模块与所述数据通信模块连接，用于对所述数据通信模块获取的数据，进行以下处理：
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据所述目标历史工况数据获得所述当前工况数据对应的工艺参数；
从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为所述当前工况数据对应的控制参数；
将所述控制参数发送给所述控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
可选地，所述数据计算模块包括分析子模块、寻优子模块及决策子模块；
所述分析子模块与所述寻优子模块连接，用于从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，并将所述目标历史运行数据发送给所述寻优子模块；
所述寻优子模块还与所述决策子模块连接，用于将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整，以获得新运行数据值；
所述决策子模块用于将所述新运行数据值，确定为所述当前工况数据对应的所述控制参数。
可选地，还包括显示装置，所述显示装置与所述控制服务器连接；
所述显示装置用于显示所述干熄焦生产设备的实时状态和实时运行数据；并提供人机交互接口，以供操作人员输入数据，使所述控制服务器基于所述操作人员输入的数据控制所述干熄焦生产设备的工作。
可选地，所述边缘服务器还包括监控模块；
所述监控模块与所述控制服务器连接，用于对所述控制参数进行安全监控，若所述控制参数超出预设的阈值范围，则向所述控制服务器发送报警信息。
本申请具有以下有益效果：
本申请提供的干熄焦优化控制方法，应用大数据分析和挖掘技术，通过对获取的历史数据、当前运行数据、生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，结合干熄焦生产设备运行规范及理论研究，构建干熄焦生产设备的最佳工况运行方式，并基于该最佳工况运行方式下的运行数据建立干熄焦生产设备的工况数据集。同时结合焦炉和干熄炉的生产情况(参考生产计划数据)，可以应用智能控制算法，以获得干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数，继而可以将最优控制参数反馈给干熄焦生产设备的控制服务器(干熄焦DCS系统)，以使控制服务器基于工艺参数控制干熄焦生产设备的工作，从而实现干熄焦生产设备的全自动运行，提升干熄焦的运行效率，降低干熄焦生产设备的运行难度，提升干熄焦生产设备的自动化操作水平。
附图说明
图1为本申请实施例提供的干熄焦优化控制系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的干熄焦优化控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
下面结合附图以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本实施例提供一种干熄焦优化控制方法，应用于如图1所示的干熄焦优化控制系统，该系统可以分别通过以太网(也可以是其它网络)与焦炉生产管理设备和干熄焦生产设备的控制服务器连接，以便获取干熄焦生产设备的历史数据、当前运行数据及生产计划数据，并基于这些数据进行干熄焦生产设备的控制管理。
其中，焦炉生产管理设备可以服务于厂区、调度四大车，以根据整体生产任务，制定焦炉和干熄炉的生产任务，从而实现从备煤到熄焦的全过程调度管理。干熄焦生产设备可以为包括干熄炉在内的任意进行干熄焦生产的设备，如装排焦系统、除氧系统、气体循环系统、锅炉系统、焦粉收集系统、除尘系统、循环水系统及除盐水系统等。干熄焦生产设备的控制服务器可以为现有的干熄焦DCS(Distributed Control System，分布式计算机控制系统)，其可以包括多个服务器，以分别控制一个或多个干熄焦生产设备。该干熄焦优化控制系统的一个服务器可以包括一个或多个具有计算和数据通信能力的服务器，该些服务器可以集中设置，也可以分布式设置，也可以包括云服务器，本实施例对此不作具体限定。该干熄焦优化控制系统的一个服务器可以对应上述一个或多个干熄焦生产设备，通过从控制服务器获取数据，并向控制服务器发送控制参数，使控制服务器基于工艺参数控制干熄焦生产设备的工作，从而实现干熄焦优化控制系统对干熄焦生产设备的优化控制。具体地，干熄焦优化控制系统的一个服务器可以对应一个或多个边缘服务器，一个边缘服务器可以对应一个或多个干熄焦生产设备，或者一个干熄焦生产设备也可以对应多个边缘服务器，具体可根据设备的繁简程度自行设定，本实施例对此不作具体限定。
如图2所示，本实施例提供的干熄焦优化控制方法可以包括以下步骤：
步骤S1，获取干熄焦生产设备的历史数据、当前运行数据及生产计划数据。
其中，历史数据包括历史运行数据和历史运行数据对应的历史工况数据。工况可以包括干熄焦生产设备处于不同负荷下的生产状况、处于保温保压的状况及处于降温降压的状况。运行数据(无论是历史运行数据还是当前运行数据)可以包括装焦轨道衡的定期装入量、干熄炉料位、循环风量、皮带秤实时值、干熄炉的温度参数和压力参数及锅炉的温度参数和压力参数等。
在本实施例中，干熄焦优化控制系统可以通过OPC通讯接口与焦炉生产管理设备和干熄焦生产设备的控制服务器进行数据传输。并可以设置数据库，对上述获取的数据进行存储。具体地，可以分别设置历史数据库、优化数据库及实时数据库。其中，历史数据库可以用于存储上述历史数据和生产计划数据；优化数据库可以用于存储上述历史数据和生产计划数据的优化数据，该优化数据可以是上述历史数据和生产计划数据经过数据预处理，如阈值处理、数据清洗、数据归一化等，进而得到的可以直接进行数据分析计算的数据，例如下述的简化序列集。实时数据库可以用于存储干熄焦生产设备的当前运行数据。
具体地，获取生产计划数据，可以进一步包括以下处理：获取焦炉的红焦炭出炉数据和焦炉检修数据，并根据红焦炭出炉数据和焦炉检修数据制定干熄焦生产设备的生产计划；基于生产计划和干熄焦生产设备的生产检修计划，生成生产计划数据。
在本实施例中，干熄焦优化控制系统可以每天定时获取焦炉的红焦炭出炉数据和焦炉检修数据，并依据红焦炭出炉数据和焦炉检修数据制定当日干熄焦生产设备(可以是熄焦炉)的生产计划，然后依据基于生产计划和干熄焦生产设备的生产检修计划，生成生产计划数据，该生产计划数据可以包括干熄焦的排焦规划数据(如实时排焦量、循环风量及空气导入量数值、锅炉给水量及汽轮发电机有效功率等)，从而为干熄焦优化控制系统对干熄焦生产设备进行智能控制提供依据。
步骤S2，基于历史数据、当前运行数据、生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数。
其中，工况数据集可以包括上述不同工况下的运行数据和对应的生产计划数据。该工况数据集可存储于上述历史数据库中，也可以存储于专用的工况数据库中，本实施对此不作具体限定。具体地，可以将获得的控制参数进行储存，并根据每个时刻的当前工况下的工艺参数更新预设的工况数据集。
在本实施例中，可以应用当前成熟的大数据分析和挖掘技术，通过对大量的历史运行数据进行挖掘，结合干熄焦生产设备运行规范及理论研究，构建干熄焦生产设备的最佳工况运行方式，并基于该最佳工况运行方式下的运行数据建立干熄焦生产设备的工况数据集。同时结合焦炉和干熄炉的生产情况(参考生产计划数据)，应用智能控制算法，计算出干熄焦生产设备的最优的控制参数，继而可以将最优控制参数反馈给干熄焦DCS系统，从而实现干熄焦生产设备的全自动运行，提升干熄焦的运行效率，降低干熄焦生产设备的运行难度，提升干熄焦生产设备的操作水平。
于本申请一具体实施方式中，可以先基于历史数据、当前运行数据、生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，确定干熄焦生产设备的当前工况，然后基于当前工况和上述数据获得干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数。所以，步骤S2可进一步包括以下步骤：
S21，构建时序序列集，时序序列集包括历史运行数据对应的第一时序序列、生产计划数据对应的第二时序序列和当前运行数据对应的第三时序序列。
S22，对时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，基于模糊控制理论，并采用决策树分析方法对简化序列集和预设的工况数据集进行分析，获得工况数据集中各种工况对应的工况数据与简化序列集的相似概率，并将与简化序列集相似概率最高的工况数据作为干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据。
S23，从历史工况数据中获取与当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据历史工况数据对应的历史运行数据和当前运行数据获得当前工况数据对应的控制参数。
其中，当前工况数据可理解为反映当前工况的数据，可包括当前对应的运行数据。历史工况数据可理解为反映历史工况的数据，可包括历史工况对应的历史运行数据。
在本实施例中，可以基于历史运行数据、生产计划数据及当前运行数据构建时序序列，并对时序序列进行归一化，然后依据决策树分析方法，对历史运行数据、当前运行数据及两者的变化规律性与预设的工况数据集进行匹配分析，将与归一化后的简化序列集相似概率最高的工况数据作为干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据，从而确定干熄焦生产设备的实际运行情况，实现对工况的推导，对干熄焦生产设备的生产状态的评估。然后，可以根据推导出的当前工况数据，依据流程优化算法制定最符合当前工况的控制参数，继而基于该控制参数实现对干熄焦生产全流程的优化。
进一步地，上述步骤S23可进一步包括以下步骤：
S231，从历史工况数据中获取与当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据目标历史工况数据获得当前工况数据对应的工艺参数。
S232，从符合工艺参数的所有历史运行数据中，获取与当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将目标历史运行数据的数值按照相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为当前工况数据对应的控制参数。
其中，工艺参数可理解为干熄焦生产设备在当前工况下欲实现的运行环境参数范围，如可以包括干熄焦排焦温度、锅炉入口温度、预存室料位控制范围及可燃气体成分控制范围等。而控制参数可理解为以工艺参数为目标参数对当前运行数据进行调整，以能够实现上述工艺参数的具体数值，如可以包括实时排焦量、循环风量及空气导入量数值、锅炉给水量及汽轮发电机有效功率等。该数值可以是具体的工艺数值(例如具体排焦量数值，50吨)，也可以是对应的调节数值(例如增大排焦量数值，2吨)，本实施例对此不作具体限定。
于本申请另一具体实施方式中，该干熄焦优化控制系统可以包括中心服务器和边缘服务器。其中，中心服务器可以与各个边缘服务器连接，并可以从边缘服务器获取各个干熄焦生产设备的实时运行数据和边缘服务器下发的控制参数，并将实时运行数据和控制参数存储至，中心服务器的历史数据库中。其中，中心服务器的存储和计算能力往往较大，而边缘服务器可以设置在离控制服务器较近的地方，也可以直接集成在某一个或多个控制服务器上，便于实时数据的获取和发送，以便对控制服务器进行实时动态管理。所以，相应地，上述步骤S1和步骤S2及下述的步骤S3可以均由边缘服务器执行，以便于获取数据及进行简单的数据处理，而边缘服务器在获取了上述数据之后可以发送至中心服务器，并存储至中心服务器的历史数据库中，中心服务器可对历史数据库中的数据进行比较分析，若出现新的工况数据，则将新的工况数据及其对应的控制参数写入预设的工况数据集中；若基于历史工况出现更优的控制参数，则基于该更优的控制参数更新预设的工况数据集，更优的控制参数可以理解为干熄焦生产设备执行该控制参数后的运行结果更接近于或更快达到上述目标参数。由于边缘服务器距离控制服务器及干熄焦生产设备较近，数据传输较快，延迟较少，以便于管理系统对干熄焦生产设备进行动态规划、最优控制、控制模型(可理解为用于映射上述工艺参数与控制参数的模型)、滚动优化及反馈修正等。需要说明的是，该实施方式只是本实施例的一种较优实施方式，本实施例对此不作具体限定。
于本申请另一具体实施方式中，中心服务器可以为云服务器，云服务器还可以通过网络云与相邻的设备网络中的邻网边缘服务器连接，则该优化控制方法还可以包括：从邻网边缘服务器获取各个邻网干熄焦生产设备的邻网实时运行数据和邻网边缘服务器下发的邻网控制参数，并基于邻网实时运行数据和邻网控制参数更新预设的工况数据集，即若邻网实时运行数据和邻网控制参数出现新的工况数据(预设的工况数据集中没有的)，则将新的工况数据及其对应的控制参数写入预设的工况数据集中；若邻网控制参数中出现基于历史工况的更优的控制参数，则基于该更优的控制参数更新预设的工况数据集。
步骤S3，将控制参数发送至干熄焦生产设备的控制服务器，以使控制服务器基于控制参数控制干熄焦生产设备的工作。
在本实施例中，该该干熄焦优化控制系统在计算获得控制参数后，可以及时发送给干熄焦生产设备的控制服务器(干熄焦DCS系统的一个或多个服务器)，以使控制服务器根据接收到的控制参数对干熄焦生产设备的运行参数进行调整，从而实现对干熄焦生产设备的实时控制和优化调整。
于本申请另一具体实施方式中，该干熄焦优化控制方法还可以包括以下处理：在干熄焦生产设备运行过程中，边缘服务器可以基于云服务器最近一次更新的工况数据集，根据干熄焦生产设备的实时运行数据，对控制参数进行实时优化、更新，并将更新后的控制参数及时发送给上述控制服务器。以实现对干熄焦生产设备的更细粒度化的优化。
于本申请另一具体实施方式中，该干熄焦优化控制方法还可以包括以下处理：对控制参数进行安全监控，若控制参数超出预设的阈值范围，则向控制服务器发送报警信息。
在本实施例中，可以在该干熄焦优化控制系统(具体可以是边缘服务器)预设各控制参数的阈值范围，并对向控制服务器发送的每个控制参数进行安全监控，若发现发送的控制参数超出了预设的阈值范围(比如在边缘服务器的某个模块出现故障时)，则可以向控制服务器发送报警信息，以使控制服务器切断边缘服务器的控制，并引起操作人员的关注和介入，操作人员可通过一与控制服务器连接的显示装置人工输入新的控制参数，以在该干熄焦优化控制系统发送的控制参数异常时对干熄焦生产设备进行人工控制和管理，以防由于边缘服务器故障而造成干熄焦生产设备的运行事故等。
本实施例提供的干熄焦优化控制方法，应用大数据分析和挖掘技术，通过对获取的历史数据、当前运行数据、生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，结合干熄焦生产设备运行规范及理论研究，构建干熄焦生产设备的最佳工况运行方式，并基于该最佳工况运行方式下的运行数据建立干熄焦生产设备的工况数据集。同时结合焦炉和干熄炉的生产情况(参考生产计划数据)，应用智能控制算法，以获得干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数，继而可以将最优控制参数反馈给控制服务器(干熄焦DCS系统)，以使控制服务器基于控制参数控制干熄焦生产设备的工作，从而实现干熄焦生产设备的全自动运行，提升干熄焦的运行效率，降低干熄焦生产设备的运行难度，提升干熄焦生产设备的操作水平。
基于上述干熄焦优化控制方法相同的构思，本实施例还提供一种干熄焦优化控制系统，该干熄焦优化控制系统分别与焦炉生产管理设备和干熄焦生产设备的控制服务器连接，用于：
从控制服务器获取干熄焦生产设备的历史数据和当前运行数据，从焦炉生产管理设备获取生产计划数据；历史数据包括历史运行数据和历史运行数据对应的历史工况数据；
基于历史数据、当前运行数据、生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数；
将控制参数发送至控制服务器，以使控制服务器基于上述控制参数控制干熄焦生产设备的工作。
本实施例提供的干熄焦优化控制系统，可以实现上述干熄焦优化控制方法，所以该干熄焦优化控制系统至少具有上述干熄焦优化控制方法的有益效果，在此不再赘述。
于本申请一具体实施方式中，该干熄焦优化控制系统，可进一步用于：
构建时序序列集，时序序列集包括历史运行数据对应的第一时序序列、生产计划数据对应的第二时序序列和当前运行数据对应的第三时序序列；
对时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对简化序列集和预设的工况数据集进行分析，获得工况数据集中各种工况对应的工况数据与简化序列集的相似概率，并将与简化序列集相似概率最高的工况数据作为干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从历史工况数据中获取与当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据历史工况数据对应的历史运行数据和当前运行数据获得当前工况数据对应的控制参数。
于本申请另一具体实施方式中，干熄焦优化控制系统可以包括至少一个中心服务器和至少一个边缘服务器；
中心服务器分别与各个边缘服务器连接，中心服务器用于：
从边缘服务器获取各个干熄焦生产设备的实时运行数据和边缘服务器下发的控制参数，并将实时运行数据和控制参数存储至其历史数据库中；
边缘服务器分别与中心服务器分别、焦炉生产管理设备及控制服务器连接，边缘服务器用于：
从控制服务器获取干熄焦生产设备的当前运行数据，从历史数据中获取历史数据，从焦炉生产管理设备获取生产计划数据；历史数据包括历史运行数据和历史运行数据对应的历史工况数据；
构建时序序列集，时序序列集包括历史运行数据对应的第一时序序列、生产计划数据对应的第二时序序列和当前运行数据对应的第三时序序列；
对时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对简化序列集和预设的工况数据集进行分析，获得工况数据集中各种工况对应的工况数据与简化序列集的相似概率，并将与简化序列集相似概率最高的工况数据作为干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从历史工况数据中获取与当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据目标历史工况数据获得当前工况数据对应的工艺参数；
从符合工艺参数的所有历史运行数据中，获取与当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将目标历史运行数据的数值按照相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为当前工况数据对应的控制参数；
将控制参数发送至控制服务器，以使控制服务器基于控制参数控制干熄焦生产设备的工作。
于本申请另一具体实施方式中，中心服务器可以包括云服务器，云服务器与本地的边缘服务器和相邻的设备网络中的邻网边缘服务器均连接，用于：从邻网边缘服务器获取各个邻网干熄焦生产设备的邻网实时运行数据和邻网边缘服务器下发的邻网控制参数，并基于邻网实时运行数据和邻网控制参数更新预设的工况数据集
于本申请另一具体实施方式中，边缘服务器包括数据通信模块和数据计算模块；
数据通信模块分别与焦炉生产管理设备、及控制服务器及中心服务器进行数据通信，以从焦炉生产管理设备获取生产计划数据，从控制服务器获取干熄焦生产设备的当前运行数据，从中心服务器获取历史数据；
数据计算模块与数据通信模块连接，用于对数据通信模块获取的数据，进行以下处理：
构建时序序列集，时序序列集包括历史运行数据对应的第一时序序列、生产计划数据对应的第二时序序列和当前运行数据对应的第三时序序列；
对时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对简化序列集和预设的工况数据集进行分析，获得工况数据集中各种工况对应的工况数据与简化序列集的相似概率，并将与简化序列集相似概率最高的工况数据作为干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从历史工况数据中获取与当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据目标历史工况数据获得当前工况数据对应的工艺参数；
从符合工艺参数的所有历史运行数据中，获取与当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将目标历史运行数据的数值按照相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为当前工况数据对应的控制参数；
数据通信模块还用于将控制参数发送给控制服务器，以使控制服务器基于控制参数控制干熄焦生产设备的工作。
于本申请另一具体实施方式中，数据计算模块可以包括分析子模块、寻优子模块及决策子模块；
分析子模块与寻优子模块连接，用于从符合工艺参数的所有历史运行数据中，获取与当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，并将目标历史运行数据发送给寻优子模块；
寻优子模块还与决策子模块连接，用于将目标历史运行数据的数值按照相似概率进行调整，以获得新运行数据值；
决策子模块用于将新运行数据值，确定为当前工况数据对应的控制参数。
于本申请另一具体实施方式中，该干熄焦优化系统还可以包括显示装置，显示装置与控制服务器连接；
显示装置用于显示干熄焦生产设备的实时状态和实时运行数据；并提供人机交互接口，以供操作人员输入数据，使控制服务器基于操作人员输入的数据控制干熄焦生产设备的工作。
于本申请另一具体实施方式中，该干熄焦优化系统还可以包括监控模块；监控模块与控制服务器连接，用于对控制参数进行安全监控，若控制参数超出预设的阈值范围，则向控制服务器发送报警信息。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本申请的原理而采用的示例性实施方式，然而本申请并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本申请的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本申请的保护范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (18)
1.一种干熄焦优化控制方法，其特征在于，包括：
获取干熄焦生产设备的历史数据、当前运行数据及生产计划数据；所述历史数据包括所述历史运行数据和所述历史运行数据对应的历史工况数据；
基于所述历史数据、所述当前运行数据、所述生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得所述干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数；
将所述控制参数发送至所述干熄焦生产设备的控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述历史数据、所述当前运行数据、所述生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得所述干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数，进一步包括：
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据所述历史工况数据对应的历史运行数据和所述当前运行数据获得所述当前工况数据对应的控制参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据所述历史工况数据对应的历史运行数据和所述当前运行数据获得所述当前工况数据对应的控制参数，进一步包括：
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据所述目标历史工况数据获得所述当前工况数据对应的工艺参数；
从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为所述当前工况数据对应的控制参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述工艺参数包括干熄焦排焦温度、锅炉入口温度、预存室料位控制范围及可燃气体成分控制范围中的一项或多项。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括实时排焦量、循环风量及空气导入量数值、锅炉给水量及汽轮发电机有效功率中的一项或多项。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取生产计划数据，进一步包括：
获取焦炉的红焦炭出炉数据和焦炉检修数据，并根据所述红焦炭出炉数据和所述焦炉检修数据制定干熄焦生产设备的生产计划；
基于所述生产计划和所述干熄焦生产设备的生产检修计划，生成所述生产计划数据。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：将获得的所述工艺参数和所述控制参数进行储存，并基于所述工艺参数和所述控制参数更新所述预设的工况数据集。
8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
从邻网边缘服务器获取各个邻网干熄焦生产设备的邻网实时运行数据和所述邻网边缘服务器下发的邻网控制参数，并基于所述邻网实时运行数据和所述邻网控制参数更新所述预设的工况数据集。
9.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：对所述控制参数进行安全监控，若所述控制参数超出预设的阈值范围，则向所述控制服务器发送报警信息。
10.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述运行数据包括装焦轨道衡的定期装入量、干熄炉料位、循环风量、皮带秤实时值、干熄炉的温度参数和压力参数及锅炉的温度参数和压力参数中的一项或多项。
11.一种干熄焦优化控制系统，其特征在于，分别与焦炉生产管理设备和干熄焦生产设备的控制服务器连接，用于：
从所述控制服务器获取所述干熄焦生产设备的历史数据和当前运行数据，从所述焦炉生产管理设备获取生产计划数据；所述历史数据包括历史运行数据和所述历史运行数据对应的历史工况数据；
基于所述历史数据、所述当前运行数据、所述生产计划数据及预设的工况数据集进行数据分析处理，以获得所述干熄焦生产设备的、符合当前工况的控制参数；
将所述控制参数发送至所述控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
12.根据权利要求11所述的干熄焦优化系统，其特征在于，进一步用于：
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的历史工况数据，并根据所述历史工况数据对应的历史运行数据和所述当前运行数据获得所述当前工况数据对应的控制参数。
13.根据权利要求12所述的干熄焦优化系统，其特征在于，包括至少一个中心服务器和至少一个边缘服务器；
所述中心服务器分别与各个所述边缘服务器连接；
所述中心服务器用于：
从所述边缘服务器获取各个所述干熄焦生产设备的实时运行数据和所述边缘服务器下发的所述控制参数，并将所述实时运行数据和所述控制参数存储至其历史数据库中；
所述边缘服务器分别与所述中心服务器、所述焦炉生产管理设备及所述控制服务器连接，所述边缘服务器用于：
从所述控制服务器获取所述干熄焦生产设备的当前运行数据，从所述历史数据中获取所述历史数据，从所述焦炉生产管理设备获取生产计划数据；所述历史数据包括所述历史运行数据和所述历史运行数据对应的历史工况数据；
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据所述目标历史工况数据获得所述当前工况数据对应的工艺参数；
从符合所述工艺参数的所有所述历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为所述当前工况数据对应的控制参数；
将所述控制参数发送至所述控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
14.根据权利要求13所述的干熄焦优化系统，其特征在于，所述中心服务器包括云服务器，所述云服务器与本地的所述边缘服务器和相邻的设备网络中的邻网边缘服务器均连接，用于：
从所述邻网边缘服务器获取各个邻网干熄焦生产设备的邻网实时运行数据和所述邻网边缘服务器下发的邻网控制参数，并基于所述邻网实时运行数据和所述邻网控制参数更新所述预设的工况数据集。
15.根据权利要求13所述的干熄焦优化系统，其特征在于，所述边缘服务器包括数据通信模块和数据计算模块；
所述数据通信模块分别与所述焦炉生产管理设备、及所述控制服务器及所述中心服务器进行数据通信，以从所述焦炉生产管理设备获取所述生产计划数据，从所述控制服务器获取所述干熄焦生产设备的当前运行数据，从所述中心服务器获取所述历史数据；
所述数据计算模块与所述数据通信模块连接，用于对所述数据通信模块获取的数据进行以下处理：
构建时序序列集，所述时序序列集包括所述历史运行数据对应的第一时序序列、所述生产计划数据对应的第二时序序列和所述当前运行数据对应的第三时序序列；
对所述时序序列集进行归一化得到无量纲的简化序列集，并采用决策树分析方法对所述简化序列集和所述预设的工况数据集进行分析，获得所述工况数据集中各种工况对应的工况数据与所述简化序列集的相似概率，并将与所述简化序列集相似概率最高的工况数据作为所述干熄焦生产设备的当前工况的当前工况数据；
从所述历史工况数据中获取与所述当前工况数据相似概率最高的目标历史工况数据，并根据所述目标历史工况数据获得所述当前工况数据对应的工艺参数；
从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整获得的新运行数据值，作为所述当前工况数据对应的控制参数；
将所述控制参数发送给所述控制服务器，以使所述控制服务器基于所述控制参数控制所述干熄焦生产设备的工作。
16.根据权利要求13所述的干熄焦优化系统，其特征在于，所述数据计算模块包括分析子模块、寻优子模块及决策子模块；
所述分析子模块与所述寻优子模块连接，用于从符合所述工艺参数的所有历史运行数据中，获取与所述当前运行数据相似概率最高的目标历史运行数据，并将所述目标历史运行数据发送给所述寻优子模块；
所述寻优子模块还与所述决策子模块连接，用于将所述目标历史运行数据的数值按照所述相似概率进行调整，以获得新运行数据值；
所述决策子模块用于将所述新运行数据值，确定为所述当前工况数据对应的所述控制参数。
17.根据权利要求13所述的干熄焦优化系统，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置与所述控制服务器连接；
所述显示装置用于显示所述干熄焦生产设备的实时状态和实时运行数据；并提供人机交互接口，以供操作人员输入数据，使所述控制服务器基于所述操作人员输入的数据控制所述干熄焦生产设备的工作。
18.根据权利要求16所述的干熄焦优化系统，其特征在于，所述边缘服务器还包括监控模块；
所述监控模块与所述控制服务器连接，用于对所述控制参数进行安全监控，若所述控制参数超出预设的阈值范围，则向所述控制服务器发送报警信息。
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