JPH01136912A - Automatic control system of furnace heat in blast furnace - Google Patents

Automatic control system of furnace heat in blast furnace

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JPH01136912A
JPH01136912A JP29194387A JP29194387A JPH01136912A JP H01136912 A JPH01136912 A JP H01136912A JP 29194387 A JP29194387 A JP 29194387A JP 29194387 A JP29194387 A JP 29194387A JP H01136912 A JPH01136912 A JP H01136912A
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blast furnace
furnace
furnace heat
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Masaaki Sakurai
桜井 雅昭
Kazumasa Wakimoto
一政 脇元
Takashi Sumikama
炭竈 隆志
Akira Maki
牧 章
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/006Automatically controlling the process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/24Test rods or other checking devices

Abstract

PURPOSE:To standardize operational control, to prevent miss-judgement of an operator and to save the man-hour by executing the prescribed inference as an artificial knowledge from processed data generated from each kind of data setting in a blast furnace and knowledge base based on experience, etc. CONSTITUTION:Data of each kind of sensor are read by collecting means 12 at the prescribed timing in order and stored 11 into filing means with the lapse of time. Successively, this data are data-processed with a sensor-data- preprocessing means in an arithmetic processing means 16 to execute the data- treatment on loading-down, temp., gas utilizing ratio, tapping iron and slag, etc. Further, by comparing this data with the prescribed reference value, the prescribed processed data are generated and stored in an interface buffer 19 to forward this data to the common data buffer 24. Then, the inference engine means 26 infer the condition in a blast furnace based on the knowledge data prestoring in the knowledge base 22 and the processed data in the buffer 24.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高炉から出銑される溶銑温度を自動制御する
高炉炉熱自動制御システムに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic blast furnace heat control system that automatically controls the temperature of hot metal tapped from a blast furnace.

[従来の技術] 従来高炉内の溶銑の温度を推定し且つこれを管理・制御
する方法としては、一般に高炉操業者が高炉に設置され
た種々のセンサからの情報を定性的に判定して高炉の状
況の評価を行い、操業因子の最適な調整を行うという方
法が採られている。
[Prior Art] Conventionally, as a method for estimating, managing and controlling the temperature of hot metal in a blast furnace, a blast furnace operator qualitatively judges information from various sensors installed in the blast furnace. The method used is to evaluate the situation and make optimal adjustments to operational factors.

しかし、その評価の結果には操業者の能力や経験等によ
る個人差があり、このため、操業アクションの基準化が
難しいと共に、評価が定量的でないため溶銑温度の推定
が行い難いという問題点があった。
However, there are individual differences in the evaluation results depending on the ability and experience of the operator, which makes it difficult to standardize operational actions, and the evaluation is not quantitative, making it difficult to estimate the hot metal temperature. there were.

このようなことから、例えば特公昭51−30007号
公報に開示されているような高炉のプロセス制御方法が
提案されている。このプロセス制御方法は、送風温度を
一定に保ち、操業中連続的に入手できる測定値から炉内
の直接還元量を求め、銑中St含有量の目標値とその実
績値を代表する指数平滑値との差によって、銑中Si含
有量の長周期変動を防止するための補正項を付加した方
程式によって送風湿分を決定し、この送風湿分決定値に
よって炉内における熱収支を制御するようにしている。
For this reason, a process control method for a blast furnace has been proposed, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-30007. This process control method maintains the blast temperature constant, calculates the amount of direct reduction in the furnace from measurements that can be obtained continuously during operation, and calculates the target St content in the pig iron and an exponentially smoothed value that represents the actual value. The blast humidity is determined by an equation with a correction term added to prevent long-term fluctuations in the Si content in the pig iron, and the heat balance in the furnace is controlled using this blast moisture determined value. ing.

このため、高炉状況の計算制御した時に生ずるその大波
変化(長周期の変化)を修正して的確な操業を実現した
ものとなっている。
For this reason, accurate operation has been achieved by correcting the large wave changes (long-period changes) that occur when the blast furnace status is controlled by calculation.

[発明が解決しようとする問題点コ 上記の特公昭51−30007号公報に開示されている
従来のプロセス制御方法では、センサからの情報を解析
してモデルに入力して所定の演算を行うようにしている
。このため、その演算を実行するコンピュータは言語と
して例えばフォートランが使用されているが、演算容量
は極めて大きなものとなっている。更に、高炉は経年変
化するので解析モデル自体を変更してメンテナンスしな
ければならないが、解析モデム自体が複雑であるがら解
析モデルの条件変更は極めて面倒な作業になるという問
題点があった。
[Problems to be solved by the invention] In the conventional process control method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 51-30007, information from sensors is analyzed and input into a model to perform predetermined calculations. I have to. For this reason, the computer that executes the calculation uses, for example, Fortran as the language, but the calculation capacity is extremely large. Furthermore, as blast furnaces change over time, the analysis model itself must be changed for maintenance, but there is a problem in that the analysis modem itself is complex, and changing the conditions of the analysis model is an extremely troublesome task.

また、前記の問題点を解決する手段として、人工知能用
言語、例えばLISPを使用したコンピュータシステム
によりメンテナンス性を改善することができるが、ここ
で、センサ情報(真偽データ、各種センサデータ)と、
知識ベースを用いて、炉熱状況について推論する上で、
プロダクションルールを用いた場合には、例えば ε IF  xi −x   THEN  A−A   C
F =Y。
In addition, as a means to solve the above-mentioned problems, it is possible to improve maintainability by using a computer system that uses an artificial intelligence language such as LISP, but here, sensor information (authenticity data, various sensor data) ,
In using the knowledge base to reason about the furnace thermal situation,
When using production rules, for example, ε IF xi -x THEN A-A C
F=Y.

IF  xl −x   THEN  A−A   C
F−Y2というように、記述するためプログラムの作成
、或いはルール内に記述されている数値の入力作業が繁
雑となるという問題点があった。
IF xl -x THEN A-A C
As shown in F-Y2, there was a problem in that creating a program for writing or inputting numerical values described in the rules became complicated.

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
ものであり、高炉の炉熱を一定に制御することができ、
コンピュータで実現した際にその演算容量、演算速度を
改善し、且つ、高炉の経年変化など新たな状況に対して
も、ルールの追加、修正が容易な高炉炉熱自動制御シス
テムを得ることを目的とする。
The present invention was made to solve these problems, and it is possible to control the furnace heat of the blast furnace at a constant level.
The purpose is to improve the calculation capacity and calculation speed when realized on a computer, and to obtain an automatic blast furnace thermal control system that can easily add and modify rules in response to new situations such as aging of the blast furnace. shall be.

[問題点を解決する手段] 本発明に係る高炉炉熱自動制御システムは、高炉に設置
された各種のセンサからデータを所定のタイミングで取
り込むデータ入力手段と、前記センサからのデータに基
づいて、羽口埋込み温度、荷下り速度、圧力損失、炉頂
温度、ガス利用率、ソリューションロス量等、高炉の状
況を示す各種データを作成する手段とを有する。
[Means for Solving the Problems] The blast furnace furnace thermal automatic control system according to the present invention includes a data input means that takes in data at a predetermined timing from various sensors installed in the blast furnace, and a system that, based on the data from the sensors, It has means for creating various data indicating the status of the blast furnace, such as tuyere embedding temperature, unloading speed, pressure loss, furnace top temperature, gas utilization rate, solution loss amount, etc.

更に、前記各種データをその基準データと比較して、加
工データ(真偽及び炉熱との関係を示すデータ)を作成
する手段と、前記加工データを一時記憶する記憶手段と
、高炉操業についての経験、実績、数式モデル等に基づ
いた各種の知識ベースが記憶された知識ベース手段と、
前記記憶手段の加工データと前記知識ベース手段の知識
ベースに基づいて炉熱レベル及び炉熱推移を推論をし、
高炉に対するアクション量を決定する推論手段と、前記
アクション量の自動制御を行う手段とを有する。
Furthermore, means for comparing the various data with reference data to create processed data (data indicating authenticity and relationship with furnace heat), storage means for temporarily storing the processed data, and information on blast furnace operation. a knowledge base means in which various knowledge bases based on experience, achievements, mathematical models, etc. are stored;
Inferring the furnace heat level and furnace heat transition based on the processed data of the storage means and the knowledge base of the knowledge base means,
It has an inference means for determining the amount of action for the blast furnace, and a means for automatically controlling the amount of action.

前記推論手段は、この発明の好ましい実施例によれば、
センサ情報と、炉熱レベル又は炉熱推移と、確信度とを
3軸とする3次元関数が用いられる。
According to a preferred embodiment of the invention, said reasoning means:
A three-dimensional function with three axes of sensor information, furnace heat level or furnace heat transition, and reliability is used.

[作用コ 本発明においては、データ入力手段からの高炉データを
高炉の状況を示す各種データを作成した後、そのデータ
に基づいて加工データを作成する。
[Operations] In the present invention, various data indicating the conditions of the blast furnace are created from the blast furnace data from the data input means, and then processing data is created based on the data.

その加工データと知識ベースとに基づいた人工知能とし
ての推論演算をし、高炉に対するアクション量を決定す
る。そして、そのアクションに基づいて操業因子を調整
することにより高炉炉熱を自動制御する。
Based on the processed data and knowledge base, artificial intelligence performs inference calculations and determines the amount of action for the blast furnace. Then, the blast furnace furnace heat is automatically controlled by adjusting the operating factors based on the action.

[実施例] 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る高炉炉熱自動制御シス
テムの概念図であり、高炉操業支援機能を持つプロセス
コンピュータ、AIルーツを持つ推論処理用のAI専用
プロセッサ及びデジタル計装装置を主たる構成とする。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an automatic blast furnace thermal control system according to an embodiment of the present invention, which includes a process computer with a blast furnace operation support function, an AI dedicated processor for inference processing with AI roots, and a digital instrumentation device. Main composition.

図において、(1)は制御対象となる高炉、(1o〉は
高炉操業支援機能を持つプロセスコンピュータで、セン
サデータ収集手段(12)、ファイル手段(]4)、演
算手段(1B)、高炉制御システム(18)及びインタ
ーフェース・バッファ(19)を含んでいる。
In the figure, (1) is the blast furnace to be controlled, (1o) is the process computer with blast furnace operation support function, sensor data collection means (12), file means (4), calculation means (1B), blast furnace control It includes a system (18) and an interface buffer (19).

センサデータ収集手段(12)は各種センサ、例えば温
度センサ、圧力センサ、ガスセンサ等からのデータをデ
ータスキャナー(lla) 、 (llb) 、(ll
c)を介して時系列に人力処理するものである。
The sensor data collection means (12) collects data from various sensors such as temperature sensors, pressure sensors, gas sensors, etc. to data scanners (lla), (llb), (lll).
c), the data is manually processed in chronological order.

ファイル手段(14)は、時系列ファイル手段(通常の
制御用)及び時系列ファイル手段(人工知能用)を含ん
でおり、データバンキング機能を果たしている。演算処
理手段(16)は、システム処理手段、時系列処理手段
(人工知能用)及びセンサデータ前処理手段を含んでい
る。
The file means (14) includes a time series file means (for normal control) and a time series file means (for artificial intelligence), and performs a data banking function. The arithmetic processing means (16) includes a system processing means, a time series processing means (for artificial intelligence), and a sensor data preprocessing means.

この実施例では、上記装置においてファイル手段(13
)に時系列ファイル手段(人工知能用)が組み込まれ、
演算手段(16)に時系列処理手段(人工知能用)及び
センサーデータ前処理手段が組み込まれ、更にインター
フェース・バッファ(19)が組込まれた点に、従来の
プロセスコンピュータとの相違点があり、これらの装置
はAI専用プロセッサとしての小型のコンピュータでの
演算のためにセンサーデータの前処理を行うものである
In this embodiment, the file means (13
) incorporates a time series file means (for artificial intelligence),
The difference from conventional process computers is that a time series processing means (for artificial intelligence) and a sensor data preprocessing means are incorporated into the calculation means (16), and an interface buffer (19) is also incorporated. These devices preprocess sensor data for calculation on a small computer as an AI dedicated processor.

(20)はAI専用プロセッサとしての小型コンピュー
タで、第2図に示した知識ベース(22)、共通データ
バッファ(24)及び推論エンジン(26)が含まれて
いる。(以上の符号(10)、(20)で示されたもの
の構成は、同一出願人が既に出願した特願昭61−11
3795号に係るものと基本的には同一である。)(3
0)はCRTで、推論エンジン(25)の推論の結果が
インターフェース−バッファ(19)及びファイル手段
(14)を介して伝えられて表示される。(32)はデ
ジタル計装装置で、推論エンジン(2B)の推論の結果
に基づいて高炉の温度制御をするために送風湿分、送風
温度、重油等液体燃料等炉熱調整可能な操作量の操作量
を調整するものであり、インターフェース・バッファ(
19)及び高炉制御システム(18)を介して制御され
る。
(20) is a small computer as an AI-dedicated processor, which includes a knowledge base (22), a common data buffer (24), and an inference engine (26) shown in FIG. (The structure of the items indicated by the symbols (10) and (20) above is based on the patent application filed in 1986-11, which was already filed by the same applicant
It is basically the same as that related to No. 3795. )(3
0) is a CRT, on which the results of the inference of the inference engine (25) are transmitted and displayed via the interface-buffer (19) and file means (14). (32) is a digital instrumentation device that controls the temperature control of the blast furnace based on the inference results of the inference engine (2B). It adjusts the amount of operation, and the interface buffer (
19) and the blast furnace control system (18).

(40)は熱風炉で、(42)、  (44)、  (
46)はそれぞれ制御弁である。
(40) is a hot air stove, (42), (44), (
46) are control valves.

以上の構成からなる本実施例の動作を説明する。The operation of this embodiment having the above configuration will be explained.

(1)まず、各種のセンサのデータがデータスキャナー
(11)を介してセンサデータ収集手段(12)により
順次所定のタイミングで読取り取られ、ファイル手段(
14)の時系列ファイル手段(通常制御用)に格納され
る。
(1) First, data from various sensors is sequentially read at a predetermined timing by the sensor data collection means (12) via the data scanner (11),
14) is stored in the time series file means (for normal control).

(2)ファイル手段(14)の時系列ファイル手段(通
常制御用)に格納されたデータは、演算処理手段(16
)のセンサーデータ前処理手段にてデータ処理される。
(2) The data stored in the time series file means (for normal control) of the file means (14) is stored in the arithmetic processing means (16).
) The data is processed by the sensor data preprocessing means.

このセンサーデータ前処理手段では、荷下り、温度、ガ
ス利用率、出銑滓等に関するデータ処理がなされる。こ
れらのデータをそれぞれ所定の基準値と比較して所定の
加工データを作成し、インターフェース・バッファ(1
9)に格納する。
This sensor data preprocessing means processes data regarding unloading, temperature, gas utilization rate, tap slag, etc. Each of these data is compared with a predetermined reference value to create predetermined processing data, and the interface buffer (1
9).

(3)次に、インターフェース・バッファ(19)に格
納された加工データを共通データバッファ(24)に転
送する。
(3) Next, the processed data stored in the interface buffer (19) is transferred to the common data buffer (24).

(4)推論エンジン手段(2B)は、知識ベース(22
)に予め格納されている知識データと共通データバッフ
ァ(24)の加工データとに基づいて高炉内の状況を推
論する。
(4) The inference engine means (2B) has a knowledge base (22
) and the processed data in the common data buffer (24).

ここで、知識ベース(22)は推論の効率等を考慮して
第2図に示すような炉熱判断、炉熱推移、アクション判
断及びアクション補正をするための知識ユニットから構
成されている。これらはオペレータの知識や経験をIF
−THEN〜型のプロダクションルール或いはフレーム
で表現されており、更に各々のルールの曖昧さを表す指
標としてCF値(Certainty Factor 
;確信度)を導入して、推論の信頼性を高めている。
Here, the knowledge base (22) is composed of knowledge units for making furnace heat judgment, furnace heat transition, action judgment, and action correction, as shown in FIG. 2, taking into account the efficiency of reasoning and the like. These are IFs based on the operator's knowledge and experience.
-THEN~ type production rules or frames, and the CF value (Certainty Factor) is used as an index to express the ambiguity of each rule.
; confidence) is introduced to increase the reliability of the inference.

更に、CF値を決定する手段として後述する3次元関数
を用いることにより、ルール数の減少、メンテナンス性
の改善を図っている。
Furthermore, by using a three-dimensional function, which will be described later, as a means for determining the CF value, the number of rules is reduced and maintainability is improved.

推論エンジン手段(2B)においては、第2図に示すよ
うにまず、炉熱レベル及び炉熱推移が判定され、次にこ
れらの判定結果に基づいてアクション量が判定される。
As shown in FIG. 2, the inference engine means (2B) first determines the furnace heat level and the furnace heat transition, and then determines the amount of action based on the results of these determinations.

このアクション量は所定の補正がなされ、その結果は高
炉制御システム(18)を介してデジタル計装装置(3
2)に送られる。
This action amount is subjected to a predetermined correction, and the result is sent to the digital instrumentation device (3) via the blast furnace control system (18).
2).

そして、デジタル計装装置(32)により制御弁(42
)、(44)、  (4B)の開度が適宜制御されて、
アクション動作がなされ、高炉(1)の炉温か所望の値
に制御される。
Then, the control valve (42) is controlled by the digital instrumentation device (32).
), (44), and (4B) are appropriately controlled,
An action is taken to control the temperature of the blast furnace (1) to a desired value.

次に、知識ベースの構成及びその具体的な推論を第2図
に基づいて説明する。
Next, the structure of the knowledge base and its specific inference will be explained based on FIG. 2.

(A)炉熱レベル判定K S (K S (Knovl
ege 5ource);知識源)グループ; 推論開始時刻における炉熱の状態を判定する知識ベース
である。「溶銑温度」、「送風圧力」、「羽口埋込温度
」等、センサの属性、機能に分割されたKS群からなっ
ており、各KS群毎に高〜低レベルまで7段階に分けら
れた炉熱レベルに対し、後述する方法でCF値分布を求
め、最大確信度のレベルを現時刻の炉熱レベルとしてい
る。また、炉熱レベルが極度に低いと判定した場合は、
羽口状況、出銑状況などを任意の時刻に対話形式で入力
し、センサ関係ルールで得られない情報を取りこむこと
ができる「人間判断ルール」を持っている。
(A) Furnace heat level determination K S (Knowl
knowledge source) group; This is a knowledge base that determines the state of the furnace heat at the inference start time. It consists of KS groups divided into sensor attributes and functions such as "hot metal temperature,""blowpressure," and "tuyere embedded temperature," and each KS group is divided into seven levels from high to low. The CF value distribution is determined for the furnace heat level determined by the method described later, and the level of maximum certainty is taken as the furnace heat level at the current time. In addition, if it is determined that the furnace heat level is extremely low,
It has a ``human judgment rule'' that allows you to input information such as the tuyere status and the tapping status at any time in an interactive format, and to incorporate information that cannot be obtained using sensor-related rules.

なお、その他残銑滓貯留、溶銑成分、出銑目間温度偏差
、出銑形態など様々な条件に対応できる知識ベースも含
まれている。
In addition, it also includes knowledge bases that can deal with various conditions such as pig iron slag storage, hot metal composition, temperature deviation between tap holes, and tap type.

(B)炉熱推移判定KSグループ: 炉熱推移を、過去から現在に至る変化の度合により、急
上昇〜一定定態急降下間で5段階に分は各ランクごとに
確信度を求め、その最大の値の段階位置を現時刻の炉熱
推移状態とする。
(B) Furnace heat transition judgment KS group: The furnace heat transition is classified into 5 levels from rapid rise to steady steady decline depending on the degree of change from the past to the present, and the confidence level is calculated for each rank. Let the step position of the value be the furnace heat transition state at the current time.

知識ベースは、「溶銑温度」を初めとした各種センサ類
と、「溶銑成分」等から構成されており、また、「溶銑
温度」と「溶銑成分」とについては、更に「短期推移」
及び「長期推移」に分けてルール化している。
The knowledge base consists of various sensors such as "hot metal temperature" and "hot metal components", and "short-term trends" for "hot metal temperature" and "hot metal components".
The rules are divided into "long-term trends" and "long-term trends."

(C)アクション判定KSグループ; 現時刻の炉熱状態を炉熱推移と炉熱レベルを軸としたマ
トリックス上で求め、取るべきアクションを決定する。
(C) Action judgment KS group: Find the current furnace heat state on a matrix centered on the furnace heat transition and furnace heat level, and decide what action to take.

第3図はその例を示したもので、この例ではCF値の頂
点(最大値)が、炉熱レベル−4,炉熱推移−3である
ことを示している。
FIG. 3 shows an example of this, and this example shows that the peak (maximum value) of the CF value is at a furnace heat level of -4 and a furnace heat transition of -3.

なお、マトリックス上の各位置のアクション型及びアク
ション量は予めフレームに知識として格納されている。
Note that the action type and amount of action at each position on the matrix are stored in advance as knowledge in the frame.

アクション型は例えば第4図に示すように構成され、ア
クション量については第5図に示されるように定量化さ
れている。
The action type is configured as shown in FIG. 4, for example, and the amount of action is quantified as shown in FIG.

なお、アクション型の所定位置のアクションを採用する
際にはCF値が所定の大きさに達していることが必要で
ある。また、アクション量は全てを自動制御することを
原則とするが、一部をマニュアル制御することも可能で
ある(例えば第5図のG)。
Note that when adopting an action-type action at a predetermined position, it is necessary that the CF value reaches a predetermined value. In principle, all action amounts are automatically controlled, but it is also possible to manually control some of them (for example, G in FIG. 5).

(D)アクション補正量判定KSグループ;過去にとら
れたアクション或いは外乱の判定をすると共に、それら
の現時刻における影’fl faを考慮して補正アクシ
ョン量を決定する。その内容は、送風湿度、送風温度、
液体燃料、コークス比等の操作量変更、及びコークス水
分、付着物脱落等の外乱等を検知して対応するルール等
から構成されている。
(D) Action correction amount determination KS group: Determines actions taken in the past or disturbances, and determines the correction action amount by considering their shadow 'fl fa at the current time. The contents include air humidity, air temperature,
It consists of rules for detecting and responding to changes in manipulated variables such as liquid fuel and coke ratio, as well as disturbances such as coke moisture and falling off deposits.

例えば、送風湿度を変更した場合、その変更時刻と変更
量は「操作量変更検知」ルールで自動的に検出され、そ
の後の影響量は「送風湿度」ルールにより時間の関数と
して考慮される。また、炉壁付着物の脱落時には、「壁
落ち」ルールにより自動的に脱落個所と炉熱への影響量
及び羽口先降下時間が判定され、予備アクションの操作
時刻と操作量が決定され補正計算に組み込まれる。
For example, when the ventilation humidity is changed, the change time and amount are automatically detected by the "operation amount change detection" rule, and the subsequent influence amount is considered as a function of time by the "ventilation humidity" rule. In addition, when something attached to the furnace wall falls off, the "wall fall" rule automatically determines the falling place, the amount of influence on the furnace heat, and the time for the tuyere tip to fall, and the operation time and amount of the preliminary action are determined and correction calculations are made. be incorporated into.

(E)総合判定KS。(E) Overall judgment KS.

上記(A)〜(D)の判定結果に基づいて取るべきアク
ション量を総合判定する。そして、その判定結果は休風
判定KSと共に操業状態判定K Sに人力されて操業状
態が判定され、画面表示KSを介してCRT (30)
に表示して取るべきアクション量をオペレータに指示、
ガイダンスすると同時に、デジタル計装装置(32)に
フィードバックして完全自動制御を行なう(第1図参照
)。
The amount of action to be taken is comprehensively determined based on the determination results of (A) to (D) above. Then, the judgment results are manually inputted to the operating state judgment KS along with the wind break judgment KS to determine the operating state, and are sent to the CRT (30) via the screen display KS.
to instruct the operator on the amount of action to take.
At the same time as providing guidance, feedback is provided to the digital instrumentation device (32) for fully automatic control (see Figure 1).

次に、上記の各知識ベース(A)(B)でCF値を求め
る際に用いられる3次元関数について説明する。
Next, the three-dimensional functions used to obtain the CF value in each of the above knowledge bases (A) and (B) will be explained.

この関数を導入しない通常のプロダクシコンルールにお
いては、関係する全てのセンサに対して、例えば、 ■IF(センサlの温度がT1〜T2の範囲である。)
THEN (高熱レベルであるCF値はCI)、・・・
・・・、(低熱レベルであるCF値はCn);■IF(
センサiの温度がT1〜T3の範囲である。)THEN
 (高熱レベルのCF値C’l)。
In normal production rules that do not introduce this function, for all related sensors, for example: (1) IF (the temperature of sensor 1 is in the range of T1 to T2).
THEN (CF value, which is a high fever level, is CI),...
..., (CF value, which is a low fever level, is Cn); ■IF (
The temperature of sensor i is in the range T1 to T3. )THEN
(CF value C'l of high fever level).

・・・・・・(低熱レベルのCF値はC’n);■・・
・・・・ とルールを表現して行く必要があり、膨大なルール数と
なるため推論時間が増大し、且つ、CF値の調整が極め
て繁雑になる欠点がある。
・・・・・・(CF value of low fever level is C'n);■・・・
. . . It is necessary to express the rules as follows, which results in a huge number of rules, which increases the inference time and has the disadvantage that the adjustment of the CF value becomes extremely complicated.

第6図は成る一つのセンサ情報に対する炉熱推移の3次
元関数を示したものである。図中(・)はこの関数の境
界条件として与える入力値である。
FIG. 6 shows a three-dimensional function of the furnace heat transition for one piece of sensor information. In the figure (.) is an input value given as a boundary condition of this function.

図において、 X−Zは、 X軸ニー次処理データ(例えばソリューションロスカー
ボン量) Y軸:炉熱推移状況(変化の程度を1〜5段階に区別) Z軸:確信度(CF値) を意味する。ここでは、あるセンサの値がX軸上のXの
時、第6図内に示すY軸上の各段階(j −1〜5)に
対する確信度Zj  (X)が求まることを表している
。このようにして各情報ごとに確信度分布を求めた後、
センサーごとに重み付けをして累積加算し、炉熱推移の
総合確信度分布を決定する。
In the figure, X-Z is the X-axis secondary processing data (for example, the amount of solution loss carbon), the Y-axis: the furnace heat transition status (the degree of change is classified into 1 to 5 levels), and the Z-axis: confidence level (CF value). means. Here, it is shown that when the value of a certain sensor is X on the X-axis, the reliability Zj (X) for each stage (j-1 to j-5) on the Y-axis shown in FIG. 6 is determined. After finding the confidence distribution for each piece of information in this way,
Each sensor is weighted and cumulatively added to determine the overall confidence distribution of the furnace heat transition.

次に、溶銑温度レベルの3次元関数の作成方法について
詳細に説明する。第7図は出銑中の溶銑温度変化の分布
を表したものであり、各軸はそれぞれ X軸;出銑温度 Y軸;溶銑温度 Z軸:出現頻度(発生頻度数率) を意味している。次に、出銑時刻X−X1における溶銑
温度Tiとタップ最高溶銑温度Tmiの関係を示したも
のが第8図である。この図に基づいてタップ最高溶銑温
度と炉熱との関係、及び出現頻度とCF値の関係を調整
すると第9図に示される3次元関数が得られる。なお、
出銑温度は出銑開始からの経過時間や操業条件に依存し
た計測情報であるため、使い分けができるように30種
類以上用意されており、条件に合わせて自動的に選択さ
れる。
Next, a method for creating a three-dimensional function of the hot metal temperature level will be described in detail. Figure 7 shows the distribution of hot metal temperature changes during tapping, and each axis represents the following: There is. Next, FIG. 8 shows the relationship between the hot metal temperature Ti and the tap maximum hot metal temperature Tmi at the tapping time X-X1. Based on this figure, the three-dimensional function shown in FIG. 9 is obtained by adjusting the relationship between the tap maximum hot metal temperature and the furnace heat, and the relationship between the appearance frequency and the CF value. In addition,
Since tapping temperature is measurement information that depends on the elapsed time from the start of tapping and operating conditions, more than 30 types are available so that you can use it properly, and it is automatically selected according to the conditions.

以上の3次元関数はフレームに記載され、計算の手続き
はLISP関数で与えられる。
The above three-dimensional functions are written in a frame, and the calculation procedure is given by a LISP function.

第10図に吹込み水比制御により全自動制御の操業の実
績を示す。例えば、アクションDi  (水比−3g/
Nm3)は、炉熱レベルの低下によるものである。また
、15時のアクション(水比−2g/Nm3)は現時刻
ではC型(ノーアクション)であるが、後にコークス比
−2kg/Tが羽口先へ降下することを考慮して取られ
たものである。
Figure 10 shows the results of fully automatic control operation using blown water ratio control. For example, action Di (water ratio -3g/
Nm3) is due to the decrease in the furnace heat level. Also, the action at 15:00 (water ratio -2g/Nm3) is type C (no action) at present, but it was taken in consideration of the fact that the coke ratio -2kg/T would later fall to the tip of the tuyere. It is.

本実施例による操業実績と、従来のオペレータによる操
業実績とを比較すると、第11図に示したように溶銑温
度の管理精度の向上が図られていることが分かる。この
ことは、操業管理の標準化ができたことを意味している
Comparing the operational results according to this embodiment with the operational results by conventional operators, it can be seen that the accuracy of controlling the hot metal temperature has been improved as shown in FIG. 11. This means that operational management has been standardized.

[発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、高炉に設置された各種
のデータから加工データを作成し、その加工データと経
験等に基づく知識ベースとにより人工知能としての所定
の推論をするようにしたので、従来の経験が十分に生か
され、以下の効果が得られている。
[Effects of the invention] As described above, according to the present invention, processed data is created from various data installed in a blast furnace, and predetermined inferences as artificial intelligence are made using the processed data and a knowledge base based on experience. As a result, conventional experience has been fully utilized and the following effects have been obtained.

(1)操業管理の標準化 (2)人間の誤判断の防止 (3)温度、成分変動の少ない高品質溶銑の次工程への
安定供給 (4)炉冷の回避 (5)省力化 (6)コンピュータで装置を実現した際にその演算容量
、演算速度を改善し、且つ高炉の経年変化等の新たな状
況に対してもルールの追加、修正が容易になっている。
(1) Standardization of operational management (2) Prevention of human misjudgments (3) Stable supply of high-quality hot metal with little temperature and composition fluctuations to the next process (4) Avoidance of furnace cooling (5) Labor saving (6) When the device is implemented using a computer, its calculation capacity and calculation speed are improved, and rules can be easily added and modified in response to new situations such as aging of the blast furnace.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例に係る高炉炉熱自動制御シ
ステムのブロック図、第2図は知識ベースの構成を示し
たブロック図、第3図はアクションマトリックスの一例
を示した説明図、第4図はアクションマトリックスの型
の一例を示した説明図、第5図はアクション量の一例を
示した説明図、第6図は炉熱推移の3次元関数の説明図
、第7図〜第9図は炉熱レベルの3次元関数の作成方法
を示した説明図、第10図は吹き込み水比側制御による
全自動制御の操業例の実績を示した特性図、第11図は
溶銑温度のエラー発生率を示した特性図である。 代理人 弁理士 佐々木 宗 冶 第4図 桔5図 真 〜
FIG. 1 is a block diagram of an automatic blast furnace thermal control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a knowledge base, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an action matrix. Fig. 4 is an explanatory diagram showing an example of the type of action matrix, Fig. 5 is an explanatory diagram showing an example of the amount of action, Fig. 6 is an explanatory diagram of a three-dimensional function of furnace heat transition, and Figs. Figure 9 is an explanatory diagram showing how to create a three-dimensional function of the furnace heat level, Figure 10 is a characteristic diagram showing the results of a fully automatic control operation example using injection water ratio side control, and Figure 11 is an explanatory diagram showing the method of creating a three-dimensional function of the furnace heat level. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the error occurrence rate. Agent: Patent Attorney Souji Sasaki

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高炉に設置された各種のセンサからデータを所定
のタイミングで取り込むデータ入力手段と、前記センサ
からのデータに基づいて、羽口埋込み温度、荷下り速度
、圧力損失、炉頂温度、ガス利用率、ソリューションロ
ス量等、高炉の状況を示す各種データを作成する手段と
、 前記各種データをその基準データと比較して、真偽及び
炉熱との関係を示すデータ(以下加工データという)を
作成する手段と、 前記加工データを一時記憶する記憶手段と、高炉操業に
ついての経験、実績、数式モデル等に基づいた各種の知
識ベースが記憶された知識ベース手段と、 前記記憶手段の加工データと前記知識ベース手段の知識
ベースに基づいて炉熱レベル及び炉熱推移を推論をし、
高炉に対するアクション量を決定する推論手段と、 前記アクション量の自動制御を行う手段と を備えたことを特徴とする高炉炉熱自動制御システム。
(1) A data input means that takes in data from various sensors installed in the blast furnace at a predetermined timing; Means for creating various data indicating the status of the blast furnace, such as utilization rate, solution loss amount, etc., and data indicating the authenticity and relationship with furnace heat by comparing the various data with standard data (hereinafter referred to as processed data) a storage means for temporarily storing the processed data; a knowledge base means storing various knowledge bases based on experience, results, mathematical models, etc. regarding blast furnace operation; and a storage means for temporarily storing the processed data. and inferring the furnace heat level and furnace heat transition based on the knowledge base of the knowledge base means,
An automatic blast furnace thermal control system comprising: inference means for determining an action amount for a blast furnace; and means for automatically controlling the action amount.
(2)推論手段は、センサ情報と、炉熱レベル又は炉熱
推移と、確信度とを3軸とした3次元関数を用いて推論
するものである特許請求の範囲第1項記載の高炉炉熱自
動制御システム。
(2) The blast furnace according to claim 1, wherein the inference means makes inferences using a three-dimensional function with three axes of sensor information, furnace heat level or furnace heat transition, and confidence level. Thermal automatic control system.
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