CN114140263A - 一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,步骤一:根据连铸智慧集控技术方案,将连铸智慧集控分解;步骤二:根据所述的连铸智慧集控单元,建立各个连铸智慧集控单元的智能工艺模型;步骤三:基于BIM和GIS,实时收集、清洗、转换、存储、处理、应用数据信息;结合数字孪生技术,构建连铸全流程数字信息模型;步骤四:根据所述的智能工艺模型和数字信息模型,建立基于大数据技术的连铸智慧集控智能应用平台构建方法;步骤五:根据所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,结合智能传感器、智能机器人、激光视觉、视频监控、图像处理等设备和技术的应用,实现连铸全流程一体化智慧集控。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金、应用软件和智能制造技术领域,更具体地说,涉及一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法。
背景技术
近年来,以5G、大数据、云计算、人工智能等为代表的新ICT技术迅猛发展,各行各业都掀起了数字化、智能化转型浪潮。钢铁行业作为国民经济重要支柱,顺应时代潮流,走上了高质量的智能化发展之路,朝着数字化、智能化方向转型升级。在新时代的发展要求和新技术的大力推动下,智能制造成为钢铁行业转型升级的主流方向。工业互联网平台作为数字经济时代的重要体现,借助通信网络将信息和数据实时作用于人、机、料、法、环等各个环节,对于促进数字化和智能化浪潮下的钢铁工业体系变革,推动钢铁行业智能制造发挥着关键支撑作用。
连铸是把高温钢水转化为合格铸坯的生产过程。钢铁冶金行业中,连铸由于工艺流程复杂,工艺衔接紧凑,为实现连续生产作业,生产现场必须保证24小时人工值守、操作。由于生产现场高温、粉尘、噪音等职业危害,严重影响现场人员的安全和健康。传统生产方式主要依赖人工操作,由于劳动效率低、劳动强度大、操作水平参差不齐、生产调度衔接不畅以及其他不可预见因素,导致连铸生产效率低下、生产质量大幅波动、生产事故频繁发生。因此,必须将冶金技术和物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术深度融合,设计开发连铸智慧集控智能应用平台构建方法,通过连铸生产管控智能应用,达到连铸智慧集控,实现连铸生产现场无人化。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷与不足,本发明提供一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法。
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,基于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术进行设计开发,所述的方法包括以下步骤:
步骤一:根据连铸智慧集控技术方案,将连铸智慧集控分解为大包智慧集控单元、中包智慧集控单元、结晶器智慧集控单元、铸坯质量智慧集控单元、铸坯物流智慧集控单元;
步骤二:根据所述的连铸智慧集控单元,建立各个连铸智慧集控单元的智能工艺模型;
步骤三:基于BIM和GIS,实时收集、清洗、转换、存储、处理、应用数据信息;结合数字孪生技术,构建连铸全流程数字信息模型;
步骤四:根据所述的智能工艺模型和数字信息模型,建立基于大数据技术的连铸智慧集控智能应用平台构建方法;
步骤五:根据所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,结合智能传感器、智能机器人、激光视觉、视频监控、图像处理等设备和技术的应用,实现连铸全流程一体化智慧集控。进一步地,所述的连铸为连续铸钢的简称,所涉及的主要设备包括小方坯连铸机、大方坯连铸机、板坯连铸机、圆坯连铸机、异形坯连铸机、薄板坯连铸机等,所生产的主要产品包括小方坯、大方坯、板坯、圆坯、异形坯、薄板坯等;
进一步地,所述的智能工艺模型,采用C、C++、C#、Java、Python、Go等主流编程语言中的一种或多种,结合冶金技术和人工经验,通过编程技术实现;
进一步地,所述的BIM为建筑信息模型,所述的GIS为地理信息系统,通过BIM技术和GIS技术,建立各种数学模型,结合数字孪生技术,针对连铸全生命周期进行数字化建模;
进一步地,所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,程序架构既可以采用B/S架构,又可以采用C/S架构;数据库可以是MySQL、SQL Server、Oracle、MongoDB、Redis等中的一种或多种;
进一步地,所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,基于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的集成应用,借助通信网络将信息和数据实时作用于人、机、料、法、环等各个环节,通过智能应用系统实现连铸生产全流程一体化管控,为连铸智慧集控提供全面可靠的智能应用平台软件支持。
进一步地,所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,通过连铸智慧集控智能应用平台构建方法软件,基于内嵌的智能工艺模型,将连铸生产过程进行智能集中管控,解决信息孤岛问题,改善作业环境,精简操作人员;
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明可以通过连铸智慧集控智能应用平台构建方法,将冶金技术和物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术紧密结合,结合高端数学算法,通过内嵌的智能工艺模型,基于数据流动打通生产壁垒,全流程全生命周期智能管控连铸生产,提高产品质量稳定性和劳动生产率,降低生产成本,精简操作人员,推动钢铁行业高质量发展。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述:
实施例1
本实施例的一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,具体为B/S架构的方坯连铸智慧集控智能应用平台构建方法,主要设备为7机7流150mm×150mm方坯连铸机,其步骤为:
步骤一:根据连铸智慧集控技术方案,将连铸工艺流程分解为大包智慧集控单元、中包智慧集控单元、结晶器智慧集控单元、铸坯质量智慧集控单元、铸坯物流智慧集控单元;
步骤二:根据连铸智慧集控技术方案,使用Java编程语言,基于冶金技术,结合人工经验,建立大包自动测温取样、大包自动称重、大包自动下渣检测、中包自动测温取样、中包自动加渣、中包自动液位控制、中包自动更换水口、中包自动感应加热、结晶器自动加保护渣、结晶器自动测量渣厚、结晶器自动控制液位、结晶器自动设备状态在线检测和诊断、铸坯自动定尺定重、铸坯表面质量检测、铸坯自动字符识别、铸坯自动跟踪、无人天车与智能库管以及全流程一体化生产管控的智能调度的智能工艺模型;
步骤三:根据连铸智慧集控技术方案,基于BIM和GIS,结合物联网技术,通过重量传感器、温度传感器、压力传感器、红外测温、激光视觉、视频监控、声光报警、激光定位、测温取样机器人、加渣机器人、换水口机器人等相关装置与技术,实时采集各种数据信息,实现连铸全流程相关设备的智能化感知、识别和管理,结合数字孪生技术,构建连铸全流程数字信息模型;
步骤四:根据连铸智慧集控技术方案,通过耦合HTML、CSS、JavaScript、Vue.js等前端开发技术,Java、Spring Boot、MyBatis等后端开发技术,MySQL、SQL Server、Oracle、Redis等数据库开发技术,进行前后端分离式开发,内嵌连铸相关智能工艺模型,建立B/S架构的连铸智慧集控智能应用平台构建方法;
步骤五:根据连铸智慧集控智能应用平台构建方法,将分散布置在生产现场的多个操作室集中至远程智慧集控中心,基于物联网、大数据、云计算、人工智能、图像识别等新一代信息技术,使用内嵌的智能工艺模型,实现连铸生产过程智慧集控。
实施例2
本实施例的一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,具体为C/S架构的板坯连铸智慧集控智能应用平台构建方法,主要设备为厚度180~200mm、宽度750~1600mm的板坯连铸机,其步骤为:
步骤一:根据连铸智慧集控技术方案,将连铸工艺流程分解为大包智慧集控单元、中包智慧集控单元、结晶器智慧集控单元、铸坯质量智慧集控单元、铸坯物流智慧集控单元;
步骤二:根据连铸智慧集控技术方案,使用C、C++、C#编程语言,基于冶金技术,结合人工经验,建立大包自动测温取样、大包自动称重、大包自动下渣检测、中包自动测温取样、中包自动加渣、中包自动液位控制、中包自动更换水口、中包自动感应加热、结晶器自动加保护渣、结晶器自动测量渣厚、结晶器自动控制液位、结晶器自动设备状态在线检测和诊断、铸坯自动定尺定重、铸坯表面质量检测、铸坯自动喷号、铸坯自动字符识别、铸坯自动跟踪、无人天车与智能库管以及全流程一体化生产管控的智能调度的智能工艺模型;
步骤三:根据连铸智慧集控技术方案,基于BIM和GIS,结合物联网技术,通过重量传感器、温度传感器、压力传感器、红外测温、激光视觉、视频监控、声光报警、激光定位、测温取样机器人、加渣机器人、换水口机器人、喷号机器人等相关装置与技术,实时采集各种数据信息,实现连铸全流程相关设备的智能化感知、识别和管理,结合数字孪生技术,构建连铸全流程数字信息模型;
步骤四:根据连铸智慧集控技术方案,通过C#开发技术,MySQL、SQL Server、Oracle、Redis等数据库开发技术,内嵌连铸工序智能工艺模型,建立C/S架构的连铸智慧集控智能应用平台构建方法;
步骤五:根据连铸智慧集控智能应用平台构建方法,将分散布置在生产现场的多个操作室集中至远程智慧集控中心,基于物联网、大数据、云计算、人工智能、图像识别等新一代信息技术,使用内嵌的智能工艺模型,实现连铸生产过程智慧集控;
本发明通过连铸智慧集控技术方案,采用B/S或C/S架构,通过软件开发技术,建立连铸智慧集控智能应用平台构建方法,将物联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术与冶金技术深度融合,通过相关设备与技术的智能应用,以及内嵌的智能工艺模型,通过连铸生产自感知、自决策、自执行、自适应,实现连铸智慧集控。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
步骤一:根据连铸智慧集控技术方案,将连铸智慧集控分解为大包智慧集控单元、中包智慧集控单元、结晶器智慧集控单元、铸坯质量智慧集控单元、铸坯物流智慧集控单元;
步骤二:根据所述的连铸智慧集控单元,建立各个连铸智慧集控单元的智能工艺模型;
步骤三:基于BIM和GIS,实时收集、清洗、转换、存储、处理、应用数据信息;结合数字孪生技术,构建连铸全流程数字信息模型;
步骤四:根据所述的智能工艺模型和数字信息模型,建立基于大数据技术的连铸智慧集控智能应用平台构建方法;
步骤五:根据所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,结合智能传感器、智能机器人、激光视觉、视频监控、图像处理等设备和技术的应用,实现连铸全流程一体化智慧集控。
2.根据权利要求1所述的一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,其特征在于:所述的连铸为连续铸钢的简称,其工艺流程为将装有钢水的钢包运至钢包回转台,钢包回转台转动至浇注位置后,将钢水注入中间包,中间包再由水口将钢水分配至结晶器,经结晶器冷却凝固成型铸坯后,由振动装置与拉矫机共同作用将铸坯拉出,经二冷区、空冷区冷却后,切割成定尺长度的铸坯。
3.根据权利要求1所述的一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,其特征在于:所述的BIM为建筑信息模型,所述的GIS为地理信息系统,通过BIM技术和GIS技术,将连铸全流程全方位的数据和信息进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述,通过建立各种数学模型,基于数字孪生技术,针对连铸全生命周期进行数字化建模。
4.根据权利要求1所述的一种连铸智慧集控智能应用平台构建方法,其特征在于:所述的连铸智慧集控智能应用平台构建方法,程序架构既采用B/S架构或C/S架构;数据库是MySQL、SQL Server、Oracle、MongoDB、Redis中的一种或多种;。
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