KR950014631B1 - Apparatus of temperature pre-estinate and action control guide with molten metal - Google Patents

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Abstract

The predicting equipment for the molten iron temperature improve the blast furnace stability and the standardization of operation control by using error back propagation of the multi-layer perceptron in artificial neural networks. The equipment for predicting molten iron temperature comprises: a process computer for supporting blast furnace operation; an artificial intelligent computer for predicting the temperature; and an instrumentation controller for managing digital signals and electric controller to manage valve on-off signal and switch on-off signal.

Description

인공신경회로망을 이용한 고로용선용도 예측 및 액션 제어량 가이드 장치Prediction and action control amount guide device for blast furnace chart using artificial neural network

제1도는 종래의 용선온도 및 조업인자의 추이유형을 나타내는 그래프.Figure 1 is a graph showing the transition type of the conventional molten iron temperature and the operation factor.

제2도는 종래의 추이 판정기준값에 따른 저하, 안정, 상승, 경계상에서의 추이그래프.2 is a graph of a drop, stability, rise, and boundary on a conventional trend determination reference value.

제3도는 본 발명에 따른 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 시스템의 구성도.3 is a block diagram of a molten iron temperature prediction and action control amount guide system according to the present invention.

제4도는 본 발명에 적용되는 신경회로망의 구조도.4 is a structural diagram of a neural network applied to the present invention.

제5도는 본 발명에 따른 용선온도 및 조업인자의 시계열 데이타의 유형을 나타내는 그래프.5 is a graph showing the type of the molten iron temperature and the time series data of the operating factors according to the present invention.

제6도는 본 발명에 의한 장치의 제어 흐름도.6 is a control flowchart of the apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 고로 2 : SCC(하위컴퓨터)1: blast furnace 2: SCC (sub computer)

3 : 프로세스 컴퓨터 4 : 인공지능 컴퓨터3: process computer 4: artificial intelligence computer

5 : 센서 데이타 수집부 6 : 연산부5 sensor data collection unit 6 calculation unit

7 : 데이타 저장부 8 : 고로제어부7: data storage unit 8: blast furnace control unit

9 : 인터페이스버퍼 10 : 추론엔진9: Interface Buffer 10: Inference Engine

11 : 지식 베이스 14 : 계장제어기11: Knowledge Base 14: Instrument Controller

15 : 전기제어기 17 : 열풍로15: electric controller 17: hot stove

18 : 코코스 공급탱크 21 : 미분탄 공급탱크18: Cocos supply tank 21: pulverized coal supply tank

본 발명은 고로 조업시 출선되는 용선온도의 예측적중율 향상을 위해 인공신경회로망을 이용하는 고로 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a blast furnace molten iron temperature prediction and action control amount guide device using an artificial neural network to improve the predicted hit ratio of the molten iron temperature that is outgoing during blast furnace operation.

고로 조업에서 용선온도 정보는 노내상황을 대변하는 중요한 조업결과로써 일상조업에서는 조업자가 가장 직접적으로 노내의 상황을 추정할 수 있는 정보로 활용하고 있다.In the blast furnace operation, the charter temperature information is an important operation result that represents the internal situation of the furnace. In daily operation, the charter temperature is used as the information for the operator to directly estimate the situation in the furnace.

특히 조업자는 이 용선온도를 일정수준으로 (1510±10℃) 유지하기 위해 노정온도, 가스 이용율, 하부노체 방산열, 하부통기성 변동지수, 장입물 강하 속도 등 용선온도 관련조업인자의 추이와 용선온도의 추이 및 레벨을 보고 향후의 용선온도 레벨을 적정하게 유지하기 위해 습분, 코크스비, 미분탄등의 액션 제어량을 결정하여 고로 내로 취입한다.In order to maintain the molten iron temperature at a constant level (1510 ± 10 ℃), the operator changes the molten iron temperature and the molten iron temperature related to the molten iron temperature such as the top temperature, gas utilization rate, lower furnace body heat dissipation index, lower air permeability fluctuation index and charge drop rate. In order to maintain the future molten iron temperature level properly, the action control amount such as moisture, coke ratio and pulverized coal is determined and blown into the blast furnace.

종래 고로내의 용선온도를 추정하고 이를 제어하는 방법은 일반적으로 고로 조업자가 고로에 설치된 각종 센서로부터 일정한 주기별로 제공되는 데이타를 정성적으로 판정해서 고로의 상황평가를 하고 이 평가에 의해 습분, 미분탄, 코크스비와 같은 용선온도 제어액션을 정량적으로 고로내로 취입함으로써 이뤄졌다. 그러나 고로의 상황평가에는 조업자의 능력과 경험에 따른 개인차가 개입되어 있고 또한 제어액션의 기준화가 복잡하여 정량적인 용선온도의 추정에는 문제점이 있었다. 이와같은 이유로 인공지능 기술중 인간의 지식(Know-How)을 정형화, 표준화하고 이로부터 조업전문가처럼 추론하고 조업을 행하는 용선온도 예측 및 제어량 가이드 시스템이 제안되어 구축되었다. 그러나 고로 노열예측에 필수적인 노정온도, 가스이용율, 하부노체 방산열, 하부 통지성 변동지수 및 장입물 강화속도의(이하 조업인자로 약칭)단기추이와 용선온도의 추이를 구함에 있어 종래의 선형계수 방정식을 이용함에 따라 이들 추이의 정확한 판정에는 문제점이 있게 되었다. 정확치 못한 추이는 향후의 용선온도 예측에 제약조건이 될 뿐 아니라 용선온도의 추이가 향후의 용선온도 레벨이 변소가 되는 노열액션을 정량적으로 결정하는 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 시스템에 여러가지 큰 제약을 주는 요인으로 작용하였다. 이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Conventionally, the method of estimating the molten iron temperature in the blast furnace is generally performed by the blast furnace operator qualitatively determining the data provided at regular intervals from various sensors installed in the blast furnace, and evaluating the condition of the blast furnace. This was accomplished by quantitatively blowing molten iron temperature control actions such as coke bee into the blast furnace. However, the situation evaluation of the blast furnace involved individual differences according to the abilities and experiences of the operators, and the standardization of the control action was complicated. For this reason, a charter temperature prediction and control amount guide system was proposed and constructed to standardize and standardize the knowledge of human knowledge (Know-How), and to infer and operate like an expert. However, conventional linear coefficients in calculating short-term trends and charter temperature trends of furnace temperature, gas utilization rate, lower furnace body heat dissipation index, lower notification fluctuation index, and reinforcement rate (hereinafter abbreviated as operation factors) are essential for blast furnace prediction. The use of equations has led to problems in the accurate determination of these trends. Inaccurate trends are not only constraints for future charter temperature predictions, but also significant limitations in charter temperature prediction and action control quantity guide systems, where the charter temperature trends quantitatively determine the thermal action at which future charter temperature levels change. It acted as a main factor. This will be described in more detail as follows.

제1도는 조업인자 및 용선온도의 추이의 4가지 경우를 나타낸 것으로FIG. 1 shows four cases of trends in operating factors and charter temperatures.

A : D1 > D2 > D36 → 저하 B : D1 > D2 < D32 → 안정A: D1> D2> D36 → Degradation B: D1> D2 <D32 → Stable

C : D1 < D2 > D35 → 안정 D : D1 < D2 < D31 → 상승C: D1 <D2> D35 → Stable D: D1 <D2 <D31 → Up

을 나타낸다.Indicates.

이 추이를 식으로 표현하면 다음과 같다.This trend can be expressed as follows.

△Di : 현재로부터 일정기간동안의 조업인자 변화량(D31-D1)ΔDi: Change in operating factors over a period of time (D31-D1)

△ti : 시간차(t3-t1)Δti: time difference (t3-t1)

다시 이 추이변수는 각 조업인자 및 용선온도의 일정한 기준치에 의해 그 추이가 결정되는데 그것은 다음과 같은 신텍스(Syntax)로 이뤄진다.Again, this trend variable is determined by a constant reference value of each operating factor and the charter temperature. It is composed of the following syntax.

Ti > αi이면 TCi=1........................................................................(2)If Ti> αi, TCi = 1 ........................................... .............................(2)

Di ≤Ti≤α이면 TCi=1...................................................................(3)If Di ≤ Ti≤α then TCi = 1 ... (3)

Ti < βi이면 TCi=-1.....................................................................(4)TCi = -1 if Ti <βi ...........................(4)

αi, βi : 추이를 결정짓는 정수αi, βi: integers that determine the trend

TCi : 추이를 나타내는 정수(2 : 많이 상승, 1 : 상승, 0 : 안정, -1 : 저하, -2 : 많이 저하)TCi: Integer indicating trend (2: much up, 1: up, 0: stable, -1: down, -2: down much)

그러나 위의 식(1)에서 알 수 있듯이 추이변수로 나타내는 식은However, as shown in equation (1) above, the expression represented by the transition variable is

Ti=f(△Di, △Ti) ...........................................................................(5)Ti = f (△ Di, ΔTi) ....................... (5)

로 표현되는 선형화된 2변수 함수로만 되어 있어 B, C와 같은 경우 실제로는 현재 추이가 상승하고 있음에도 안정(B : D1-D2-D32) 또는 감소(B : D1-D2-D33)로 판정되고 또한 현재 추이가 감소하고 있음에도 안정(C : D-D2-D35) 또는 증가(C : D1-D2-D34)로 판정되는 모순이 있다. 또한 추이를 결정하는 기준이 위 식(2)(3)(4)처럼 αi, βi의 정수로 구분화되어 있어 제2도에서 처럼 추이경계상(αi,βi)에서의 추이구분이 βi1, βi2과 αi1과 αi2의 차이가 미소할때도 저하와 안정, 안정과 상승이라는 구분이 되어버려 경계상에서의 추이구분에 문제가 있게 되고 이러한 온도가 낮은 조업인자 및 용선온도 추이의 사용은 용선온도 예측율의 정도를 현저히 저하시키는 결과를 가져옴은 물론 이를 토대로 노열 액션을 정량적으로 조업자에게 제시해 주는 고로 용선온도 예측 및 제어량 가이드 시스템의 정도를 저하시키는 결과를 가져온다.Since it is only a linearized two-variable function expressed by, it is judged to be stable (B: D1-D2-D32) or decrease (B: D1-D2-D33) even though the current trend is increasing in the case of B and C. Although the current trend is decreasing, there is a contradiction that is determined to be stable (C: D-D2-D35) or increase (C: D1-D2-D34). In addition, the criteria for determining the trend are divided into integers of αi and βi, as shown in Equations (2) (3) (4) above, so that the transition categories in the transition boundary (αi, βi) are βi1 and βi2 as shown in FIG. Even when the difference between αi1 and αi2 is minute, it is classified as falling, stable, stable, and rising, and thus there is a problem in the transition on the boundary. This results in a significant reduction in the temperature of the blast furnace, which in turn results in a lowering of the blast furnace temperature prediction and control quantity guide system that quantitatively presents the thermal action to the operator.

본 발명의 인공지능의 새로운 분야인 인공신경망의 여러가지 구조중 다층 퍼셉트론(Multi Layer Perceptron) 구조의 오류역전파(Error Back Propagartion) 학습기능을 이용함으로써 각 조업인자와 용선온도의 시계열 데이타로부터 각 조업인자 및 용선온도의 정확한 추이를 도출할 수 있는 인공신경 회로망을 이용한 고로 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.By using the error back propagation learning function of the multi-layer perceptron structure among various structures of the neural network, which is a new field of artificial intelligence of the present invention, each operator and The purpose of the present invention is to provide a blast furnace melting temperature prediction and action control amount guide device using an artificial neural network which can derive the accurate change of the melting temperature.

이하, 첨부한 도면에 기초하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described based on the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 실시예를 나타낸 것으로 크게 고로 조업지원 기능을 갖는 프로세스 컴퓨터(3), 추론 전용의 인공지능(Artificial Intelligent) 컴퓨터(4), 디지탈 신호를 처리하는 계장 제어기(14) 및 밸브 개폐 신호와 스위치 온/오프 신호를 처리하는 전기제어기(15)를 포함한다.3 shows an embodiment of the present invention, a process computer 3 having a blast furnace operation support function, an artificial intelligence computer 4 dedicated to inference, an instrument controller 14 and a valve for processing digital signals. And an electric controller 15 for processing the open / close signal and the switch on / off signal.

상기 프로세스 컴퓨터(3)는 고로(1)에 설치되어 고로데이타를 센싱하는 센서(2a-2d)로부터의 센싱데이타를 수집하는 센서데이타 수집부(5)와, 수집된 센서데이타를 기초로 장입물 강하속도, 가스 이용율, 하부노체방사열, 하부 통기성 변동지수의 연상 및 측정된 용선온도의 보정등 고로의 노황을 표시하는 각종 데이타(가공데이타)를 연산하는 연산부(6)와, 이들 센서데이타 및 가공데이타를 기억장소에 기억하는 데이타 저장부(7) 및 하위레벨 컴퓨터인 계장 및 전기제어기(14)(15)를 통해 고로(1)를 제어하는 고로제어부(8)와 인공지능 컴퓨터(4)와 데이타 전송 및 수신을 하기 위해 데이타를 일시 기억하는 인터페이스버퍼(9)로 구성된다.The process computer 3 is installed in the blast furnace 1, the sensor data collection unit 5 for collecting the sensing data from the sensors (2a-2d) for sensing the blast furnace data, and the charge based on the collected sensor data Computation unit 6 for calculating various kinds of data (processing data) indicating blast furnace blasting, such as descent speed, gas utilization rate, lower furnace radiant heat, association of lower breathability fluctuation index, and measured molten iron temperature, and these sensor data and processing A blast furnace control unit 8 and an artificial intelligence computer 4 for controlling the blast furnace 1 through a data storage unit 7 for storing data in a storage location and an instrumentation and electric controller 14 and 15 as lower-level computers; An interface buffer 9 temporarily stores data for data transmission and reception.

상기 프로세서 컴퓨터(3)에는 용선온도 센서(2a)의 용선온도 센싱신호를 수집가공하는 하위레벨 컴퓨터인 SCC(2)로부터 데이타가 인가되게 구성한다. 인공지능기법으로 추론을 하는 인공지능 컴퓨터(4)는 프로세스 컴퓨터(3)와의 데이타 수신 및 전송을 하기 위한 인터페이스 버퍼(9)와, 용선온도 관리에 대한 고로조업의 경험, 실적등을 토대로 각종 지식이 저장되어 있는 지식베이스(Knowledge Base)(11)와, 인터페이스 버퍼에 저장된 시계열 데이타로부터 추론을 행하고 그 결과를 프로세스 컴퓨터(3)로 전송하는 추론엔진(10)으로 구성된다.The processor computer 3 is configured to receive data from the SCC 2, which is a lower level computer that collects and processes the molten iron temperature sensing signal of the molten iron temperature sensor 2a. The artificial intelligence computer 4 inferred by the artificial intelligence technique has an interface buffer 9 for receiving and transmitting data to and from the process computer 3, and various knowledge based on the experience and performance of the blast furnace operation for molten iron temperature management. The knowledge base 11 stored therein and the inference engine 10 which infers from the time series data stored in the interface buffer and transmits the result to the process computer 3.

조업용 단말기(12)를 통해 조업자(13)에 의한 제어량이 입력되면 이 제어량 데이타는 프로세스 컴퓨터(3)로 제공되게 구성하고, 상기 제어량 데이타는 고로 제어부(8)를 거쳐 계장 제어기(14)와 전기 제어기(15)로 제공되게 구성한다.When the control amount by the operator 13 is input through the operating terminal 12, the control amount data is configured to be provided to the process computer 3, and the control amount data is passed through the blast furnace control section 8 to the instrumentation controller 14. And to the electrical controller 15.

상기 계장제어기(14)는 고로(1)에 공기를 가열공급하는 열풍로(17)의 투입공기속의 습분을 제어하게 구성한다. 상기 전기제어기(1)는 코크스 공급탱크(18)의 웨이어(weighter)(19)를 제어하고 또한 미분탄 공급탱크(21)를 제어하게 구성한다.The instrumentation controller 14 is configured to control the moisture in the input air of the hot stove 17 for heating and supplying air to the blast furnace 1. The electric controller 1 is configured to control the weighter 19 of the coke supply tank 18 and also to control the pulverized coal supply tank 21.

여기에서 20은 고로(1)에 코크스를 운반하는 콘베이어 벨트이고, 23은 미분탄 탱크의 질소압 공급용 질소 콤프레셔이고, 22는 미분탄 제어변이다.20 is a conveyor belt which carries coke to the blast furnace 1, 23 is a nitrogen compressor for nitrogen pressure supply of a pulverized coal tank, and 22 is a pulverized coal control valve | bulb.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 제3도 내지 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

조업장 소모형 열전대를 사용하여 용선온도를 측정하여 측정된 용선온도 정보는 각종 센서 데이타를 수집하는 하위 레벨 컴퓨터(2)를 거쳐 프로세서 컴퓨터(3)로 전달된다.The molten iron temperature information measured by using a shop-type thermocouple is transmitted to the processor computer 3 via the lower level computer 2 collecting various sensor data.

프로세스 컴퓨터(3)는 전달된 용선온도 정보를 출선구 특성온도 곡선식을 이용한 용선온도 보정방법으로 보정하여 고로센서(2a-2d)로부터 일정 주기별로 수집한 센서 데이타 수집부(5)의 각종 데이타와 이들 센서 데이타로부터 연산된 가공 데이타와 함께 인공지능 컴퓨터(4)로 전송한다. 전송된 데이타중 고로센서(2a-2d)에 의한 각각의 노정온도, 가스이용율, 하부노체방산열, 하부통기성 변동지수와 장입물 강하속도 및 용선온도는 각각 일정기간(1시간 36분, 4시간)동안의 시계열 데이타를 가지고 인공신경회로망을 이용하여 그 추이를 판정하게 된다.The process computer 3 corrects the delivered molten iron temperature information by the molten iron temperature correction method using the characteristic curve of the outlet opening, and collects various data of the sensor data collection unit 5 collected at a predetermined interval from the blast furnace sensors 2a-2d. The data is transmitted to the artificial intelligence computer 4 together with the processing data calculated from these sensor data. In the transmitted data, the top temperature, gas utilization rate, lower body heat dissipation, lower air permeability fluctuation index, load drop rate, and charter temperature by the blast furnace sensor (2a-2d) were respectively fixed period (1 hour 36 minutes, 4 hours). The trend is then determined using neural network with time series data.

제4도는 조입인자 단기추이 및 용선온도추이를 구하기 위해 본 발명에서 구성한 다층 퍼셉트론 신경회로망의 구조를 나타낸다. 본 발명에 적용되는 신경회로망은 입력층으로서, 12분간격으로 데이타를 입력받는 다수의 노드(용선온도 신경회로망은 20개 노드, 조업인자, 신경회로망은 8개노드)와 한개의 바이어스 코넥트 노드로 되어 있으며, 상기 입력층을 구성하는 다수의 노드에서 출력되는 데이타가 중간층을 구성하는 다수의 노드(용선온도 신경회로망은 6개노드, 조업인자 신경회로망은 4개노드)에 각각 입력층과 중간층사이의 연결강도에 의해 변화되는 가중치가 가해져 중간층 노드에 각각 입력된다. 중간층 노드에서 출력되는 데이타는 중간층과 출력층 사이의 연결강도에 의해 변화되는 가중치가 가해져 출력층을 구성하는 다수의 노드(용선온도 신경회로망은 2개, 조업인자, 신경회로망은 1개)에 각각 입력된다. 출력층에 출력되는 데이타는 입력층에 입력된 데이타의 추이를 나타내며 학습목표와 비교되어 그 오차가 산출되고, 그 산출된 오차는 상기 입력층과 중간층, 중간층과 출력층의 연결강도를 변화시키기 위해 가해져서 그 가중치가 변화함으로써, 입력된 데이타에 대해 학습을 하여 그 추이를 출력하게 된다.Figure 4 shows the structure of the multilayer perceptron neural network constructed in the present invention in order to determine the short-term trend and the molten iron temperature trend. The neural network applied to the present invention is an input layer, and a plurality of nodes (20 nodes for a molten iron temperature neural network, an operation factor, and 8 nodes for a neural network) and one biased connection node receive data at intervals of 12 minutes. The data output from the plurality of nodes constituting the input layer includes the input layer and the middle layer at the plurality of nodes (6 nodes for the molten iron temperature neural network and 4 nodes for the operation factor neural network). Weights vary depending on the strength of the connection between them and are input to the intermediate layer nodes. Data output from the middle layer node is weighted by the connection strength between the middle layer and the output layer, and is input to a plurality of nodes constituting the output layer (two for the molten iron temperature neural network, one for the operation factor and one for the neural network). . The data output to the output layer indicates the trend of the data input to the input layer and is compared with the learning objective to calculate the error. The calculated error is applied to change the connection strength between the input layer and the middle layer, the middle layer and the output layer. As the weight changes, the input data is learned and the trend is output.

상기와 같은 신경회로망은 용선온도와 5개의 조업인자(노정온도, 가스이용율, 하부노체 방산열, 하부통기도, 장입속도)에 대해 각각 준비되어 있어서, 6개의 신경회로망이 갖추어진다.The neural network as described above is prepared for the molten iron temperature and five operating factors (expansion temperature, gas utilization rate, lower furnace body heat dissipation, lower aeration, charge rate), and six neural networks are provided.

제5도에서 보듯이 시간 t1과 t3에서의 데이타 뿐만 아니라 t1과 t3사이의 시계열 데이타와 바이어스 코넥트 노드를 더 추가한 데이타로 구성되고, 구하고자하는 출력으로는 5개의 조업인자(노정온도, 가스이용율, 하부노체 방산열, 하부통기도, 장입속도) 단기 추이 및 용선온도 추이로 구성된다. 즉, 예를들어 용선온도 추이결정 신경회로망의 입력데이타는 현재로부터 과거 4시간동안 12분간격의 용선온도 데이타 20개와 바이어스 코넥트 노드 1개를 포함 21개이고 출력데이타는 입력데이타에 입력층과 중간층 및 중간층과 출력층의 연결강도에 의해 결정되는 가중치가 가해져 사전에 저장된 학습에 따라 조업자가 결정한 용선온도 추이판정기준에 의거한 용선온도 추이가 된다.As shown in Fig. 5, not only the data at time t1 and t3 but also the time series data between t1 and t3 and the additional data of bias connection node are included. Gas utilization rate, bottom furnace heat dissipation heat, bottom ventilation, charging speed) Short-term trend and charter temperature trend. In other words, for example, the input data of the molten iron temperature trend determination neural network includes 21 pieces of molten iron temperature data and 12 bias temperature nodes for 12 minutes in the past 4 hours from the present, and the output data are input and intermediate layers in the input data. And the weight is determined by the connection strength of the intermediate layer and the output layer is a molten iron temperature trend based on the molten iron temperature trend determination criteria determined by the operator in accordance with previously stored learning.

조업인자 단기추이 결정신경회로망의 입력데이타는 현재로부터 과거 1시간 36분동안의 12분 간격의 조업인자 데이타 8개와 바이어스 코넥트 노드 1개를 포함 9개이고 출력데이타는 입력데이타에 따라 조업자가 결정한 각 조업인자 단기추이 판정기준에 의한 각 조업인자의 추이이다.Short-term trend of decision factor The input data of the neural network is 9 including 8 factor data and 1 bias connector node at 12-minute intervals from the present for the past 1 hour and 36 minutes. The output data is determined by the operator according to the input data. Short-term trend of operation factor This is the trend of each operation factor based on the criterion.

신경회로망의 학습목표는 용선온도 예측 및 액션가이드 시스템의 예측주기(매 12분)로 수행되는 각 조업인자 및 용선온도 추이산출과정에 과거 일정기간 동안의 추가적인 시계열 데이타의 영향을 반영토록 하는 것이다.The goal of the neural network is to reflect the influence of additional time series data for a certain period of time in the calculation of each operator factor and the charter temperature trend that is performed in the charter temperature forecast and the action guide system's forecasting cycle (every 12 minutes).

현재까지의 추이상황을 나타내는 입력데이타(31)가 신경회로망에 가해지면 현재의 가중치(Weight)(32)(33)를 바탕으로 출력(34)을 구하고 이 출력과 용선온도 및 각 조업인자의 추이(35)를 비교하여 오차를 검출한 다음 이 오차를 감소시키는 방향으로 각 층사이의 가중치(32)(33)를 수정한다. 이 과정이 오차가 충분히 작은 적정 값이하로 떨어질때까지 반복적으로 수행됨으로써 모든 시계열 입력데이타와 추이 출력간에 존재하는 비선형 상관관계를 학습한다.When the input data 31 representing the current situation up to now is applied to the neural network, the output 34 is obtained based on the current weight 32 and 33, and the output and the molten iron temperature and the trend of each operator are calculated. (35) is compared to detect an error, and then the weights 32 and 33 between the layers are corrected in the direction of reducing the error. This process is performed repeatedly until the error falls below a small enough value to learn the nonlinear correlation that exists between all time series input data and the trend output.

고로의 용선온도 및 조업인자 데이타가 신경회로망에 의해 추이되는 과정은 다음과 같다. 예를들어, 고로용선온도가 과거 228분전의 1470℃에서 현재 온도 1520℃의 용선온도 추이의 경우 고로 전문가의 의견은 용선온도 추이가 매우 상승하고 있다고 판단한다.The process of blast furnace melting temperature and operation factor data by neural network is as follows. For example, in the case of a molten iron temperature of blast furnace temperature from 1470 ℃ in the past 228 minutes to the current temperature of 1520 ℃, the opinion of the blast furnace expert judges that the molten iron temperature is rising.

신경회로망의 경우 과거(228분전)의 용선온도로부터 현재까지의 용선온도 입력데이타로 사용하고 조업전문가의 의견인 매우 상승을 신경회로망의 학습목표(출력데이타)로 하여 입력 용선온도 데이타의 변화 추이에 따른 출력의 상승(안정, 저하) 추이의 비선형 상관관계를 학습한다. 용선온도 추이 학습신경회로망의 구성도는 제4도와 같다. 학습과정을 설명하면 신경회로망의 입력 용선온도에 대하여 신경회로망 출력값이 학습목표 값과 일치하지 않으면 연결강도인 가중치(32)(33)을 수정하여 학습목표 방향으로 신경회로망 출력값을 조정한다.In the case of neural network, it is used as input data of the molten iron temperature from the past (228 minutes ago) to the present, and as the learning target (output data) of the neural network, it is used to change the input molten iron temperature data. We study nonlinear correlation of the rise (stable, decrease) of output according to the above. Charter temperature trend The learning neural network is shown in FIG. In describing the learning process, if the neural network output value does not coincide with the learning target value with respect to the input melting temperature of the neural network, the neural network output value is adjusted in the direction of the learning target by modifying the weighting values 32 and 33.

신경회로망의 출력값이 학습목표값과 일정한 오차(무시해도 좋을 오차)이내가 되면 학습을 종료한다. 학습을 종료하면 용선온도 데이타 변화에 따라 용선온도 추이(상승, 안정, 저하)의 비선형 관계를 학습한다. 조업인자 데이타가 신경회로망에 의해 추이되는 과정은 조업인자는 노정온도, 가스이용율, 하부 노체방산열, 하부 통기도, 장입속도의 5개 인자이며, 조업인자 단기추이도 상기 용선온도 데이타 추이과정과 같은 원리에 의거하여 수행되는데 과거 96분전의 노정온도 데이타로부터 현재까지의 노정온도를 신경회로망의 입력으로 하고 노정온도 추이에 따른 조업자의 판단결과인 상승, 안정, 저하 추이를 신경회로망의 학습목표로하여 학습을 수행하면 노정온도에 따른 노정온도 추이의 비선형 관계를 학습한다. 조업인자 추이 학습 신경회로망의 구성은 입력층이 데이타를 입력받는 노드 8개와 바이어스 코넥트 코드 1개이며, 중간층은 4개, 출력층은 10개의 노드로 구성되는 점이외에 다른 것은 용선온도 추이 학습 신경회로망과 같다.The learning ends when the output value of the neural network falls within a certain error (error that may be ignored) from the learning target value. At the end of the study, the nonlinear relationship between the molten iron temperature trend (rising, stable, and declining) is studied as the molten iron temperature changes. The operation factor data is processed by the neural network. The operation factor is the five factors of the top temperature, gas utilization rate, bottom furnace heat dissipation, bottom ventilation, charging rate, and the short term trend of the operation factor is the same as the above chart. It is carried out based on the principle that the temperature from the past 96 minutes ago to the present is the input of the neural network. Learning is conducted to learn the nonlinear relationship between the top and bottom temperature trends. Operational Factor Trend Learning Neural Network consists of 8 nodes that receive input data and 1 bias connect code, the middle layer consists of 4 nodes, and the output layer consists of 10 nodes. Same as

학습된 지식(32)(33)은 시계열 입력데이타와 출력데이타인 추이간의 상관관계를 나타낸다. 학습이 완료된 신경회로망으로부터 용선온도 추이와 각 조업인자의 추이를 구할때는 현 추론 주기의 용선온도 및 각 조업인자별 시계열 데이타를 현장센서로부터 수신하여 입력으로 가함으로써 입력된 데이타를 기준으로 하여 각 추이결정 신경회로망이 용선온도 추이 및 각 조업인자 추이를 구하고 이로서 노열예측 및 액션제어량을 가이드하게 된다.The learned knowledge 32, 33 represents the correlation between time series input data and output data trends. When calculating the temperature of molten iron and the trend of each operator from the completed neural network, determine the trend on the basis of the input data by receiving the molten iron temperature of the current inference cycle and time series data of each operator from the field sensor and applying them as inputs. The neural network calculates the molten iron temperature and each operating factor, thereby guiding the heat prediction and action control.

이러한 신경회로망의 특징으로 센서오류에 의한 데이타 헌팅에도 오차보정 기능이 있어 정확한 추이판정이 가능하고 수치계산에 의한 추이판정에 비교하여 높은 정확도(99%)를 나타내며 또 추이판정결과(TCi)가 용선온도인 경우 2(많이 증가)에서 -2(많이 감소)까지와 각 조업인자의 경우 1(증가)에서 -1(감소)까지의 연속적 추이수치(예 : 0.3, 0.7등)으로 나타나므로 추이경계에서의 미소한 데이타 값에도 추이가 이분되는 오류를 방지할 수 있다.The characteristic of this neural network is that the data hunting due to sensor error has an error correction function, so that accurate trend determination is possible, and it shows high accuracy (99%) compared to the trend determination by numerical calculation and the trend determination result (TCi) is chartered. As the temperature ranges from 2 (high increase) to -2 (low decrease) and 1 (increase) to -1 (decrease) for each operator, it is a transition boundary. It is possible to prevent the error of dividing the trend into even small data values in.

제4도에서 보듯이 추이 도출을 위한 신경회로망을 각 인자별로 구성한 이유는 각 인자가 갖는 데이타 특성이 달라 그에 따른 추이판정도 달라져야 하기 때문이다. 상기 신경회로망은 고로의 경년 변화에 따른 용선온도 및 조업인자의 추이변화를 지득하기 위해 조업자가 조업 단말에서 그때의 용선온도 및 조업인자의 추이판정기준을 입력하고 신경회로망 학습여부를 입력하면 신경회로망은 다시 전술한 방법으로 학습을 하여 새로운 학습결과를 도출하고 이를 추이판정에 사용할 수 있게된다.As shown in FIG. 4, the reason why the neural network for the derivation of trends is configured for each factor is that the data characteristics of each factor are different and thus the degree of transition must be changed accordingly. The neural network inputs the determination criteria of the molten iron temperature and the operating factor at the time of operation at the fishing terminal and inputs the neural network learning whether or not the neural network is learned in order to obtain the change of the molten iron temperature and the operating factor according to the aging of the blast furnace. Learns again in the above-described way to derive new learning results and to use them in trend determination.

한편, 인공신경회로망을 이용하여 판정된 각 조업인자의 단기 추이와 정기 추이에 의해 향후 2시간후의 용선온도 변화량(△To)을 에측하고, 코크스비 습분량, 미분탄 등 과거의 액션(Action)제어량의 변화에 따라 향후 2시간후의 용선온도 변화량(△Ta)을 예측하여, 향후에 예상되는 용선온도의 총 변화량을 예측하고 이로부터 향후 2시간후의 용선온도 총 변화량을 예측하게 된다.On the other hand, the short-term and periodic trends of each operation factor determined using the artificial neural network predict the change in the molten iron temperature (△ To) after 2 hours, and the past action control amount such as the coke ratio moisture and pulverized coal. By predicting the change in molten iron temperature (ΔTa) in the next two hours according to the change, it is predicted the total change in the molten iron temperature expected in the future, and the total change in the molten iron temperature in the next two hours.

이를 식으로 표현하면 다음과 같다.This is expressed as follows.

Tp=Tc+△To+△TaTp = Tc + △ To + △ Ta

Tp : 향후 2시간 후의 용선온도Tp: Melting temperature after 2 hours

Tc : 현재의 용선온도Tc: Current molten iron temperature

△To : 조업인자 추이조합에 의한 예측 용선온도변화량△ To: Estimated charter temperature change by operating factor trend combination

△Ta : 액션제어량 변화에 의한 예측 용선온도변화량ΔTa: The amount of change in predicted molten iron temperature caused by the change of the action control amount.

예측된 향후 용선온도 변화량은(△To+△Ta) 신경회로망이 구한 용선온도 추이와 더불어 현재 용선온도 레벨, 전일 대비 현재 연료비 편차 및 향후 잠열 레벨로부터 향후의 용선온도를 조업관리기준(1510±10℃)으로 하기 위한 액션제어총량을 구하고, 이를 다시 습분량, 미분탄, 코크스바의 액션제어량으로 판정하여, 상기에서 구한 예측 용선온도 레벨과 액션제어량을 조업용 단말기를 통해 조업자에게 가이드된다. 이에따라 조업자는 액션 설비의 가동 상태를 보고 액션제어량을 조업용 단말기에서 설정하면 그 설정된 값에 따라 계장 제어기(14) 및 전기 제어기(15)는 고로(1)에 적정량의 코크스와 가열공기를 투입하게 된다.The forecasted change in the molten iron temperature (△ To + △ Ta), together with the molten iron temperature determined by the neural network, calculates the molten iron temperature from the current molten iron temperature level, the current fuel cost deviation from the previous day, and the future latent heat level. The total amount of action control to be calculated) is determined, and this is again determined as the action amount of the moisture, pulverized coal, and coke bar, and the estimated molten iron temperature level and the action control amount obtained above are guided to the operator through the operation terminal. Accordingly, when the operator views the operation state of the action facility and sets the action control amount in the operation terminal, the instrument controller 14 and the electric controller 15 inject the appropriate amount of coke and heating air into the blast furnace 1 according to the set value. do.

이상과 같이 본 발명에 의하면 고로에 설치된 각종 센서로부터 데이타를 받아 가공데이타를 연산하고 이 가공데이타(조업인자 포함)와 용선온도 데이타로부터 추이를 구하고 이 추이와 액션제어량의 변동분으로부터 조업의 각종 지식이 충분히 활용되어 향후의 용선온도를 예측하고 액션제어량을 가이드해줌으로써, 정확한 용선온도 예측, 조업관리의 표준화, 인간의 오판단방지 및 노화 안정화를 달성할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the machining data is calculated by receiving data from various sensors installed in the blast furnace, and the trend is calculated from the machining data (including the operating factors) and the molten iron temperature data. It is fully utilized to predict future molten iron temperature and guide the action control amount, so that accurate molten iron temperature prediction, standardization of operation management, human misjudgment prevention and aging stabilization can be achieved.

Claims (4)

상기 고로내부의 조업인자 데이타를 감지하는 다수의 센서와, 상기 센서로부터 감지된 상기 조업인자 데이타를 받아 가공하는 프로세스 컴퓨터와, 상기 프로세스 컴퓨터로부터 가공 데이타를 받아 상기 조업인자의 추이를 추론하여 그 추론결과를 상기 프로세스 컴퓨터로 출력하는 인공지능 컴퓨터와, 상기 프로세스 컴퓨터로부터 제어신호를 받아 상기 고로에 열풍을 공급하는 열풍로의 습분을 제어하는 계장 제어기와, 상기 프로세스 컴퓨터로부터 제어신호를 받아 상기 고로에 코크스 및 미분탄을 공급하는 코크스 공급 탱크 및 미분탄 공급탱크를 제어하는 전기제어기를 구비하는 고로제어장치에 있어서, 상기 인공지능 컴퓨터는 소정 시간 간격으로 입력되는 시계열 용선온도 데이타를 순차로 입력받는 다수의 노드와 바이어스 코넥트 노드로 구성된 입력층과, 상기 입력층 노드로부터 소정의 가중치가 가해져 출력되는 데이타를 입력받는 다수의 노드로 된 중간층과 상기 중간층 노드로부터 소정의 가중치가 가해져 출력되는 데이타를 입력받는 다수의 노드로 된 출력층을 구비하며, 상기 출력층의 출력 데이타와 학습목표 사이의 오차에 의해 상기 가중치를 수정하는 신경회로망을 용선온도 및 조업인자 각각에 대하여 구비하는 것을 특징으로 하는 신경회로망을 이용한 고로 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 장치.A plurality of sensors for sensing the operating factor data in the blast furnace, a process computer for receiving and processing the operating factor data detected from the sensor, and receiving the processing data from the process computer to infer the trend of the operating factors An artificial intelligence computer for outputting the results to the process computer, an instrumentation controller for controlling moisture in the hot blast furnace receiving the control signal from the process computer and supplying the hot air to the blast furnace, and receiving the control signal from the process computer in the blast furnace In the blast furnace control device comprising a coke supply tank for supplying coke and pulverized coal and an electric controller for controlling the pulverized coal supply tank, the artificial intelligence computer is a plurality of nodes that sequentially receive time series molten iron temperature data input at predetermined time intervals With bias connection nodes An intermediate layer consisting of a plurality of nodes receiving data output by applying a predetermined weight from the input layer node and an output layer consisting of a plurality of nodes receiving data output by applying a predetermined weight from the intermediate layer node. And a neural network for correcting the weight by an error between the output data of the output layer and the learning target for each of the molten iron temperature and the operation factor. Device. 제1항에 있어서, 상기 소정시간 간격은 12분인 것을 특징으로 하는 고로 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 장치.The blast furnace molten iron temperature prediction and action control amount guide device according to claim 1, wherein the predetermined time interval is 12 minutes. 제1항에 있어서, 상기 용선온도 신경회로망은 20개의 입력노드와 바이어스 코넥트 노드로 된 입력층과, 6개의 중간층과, 2개의 출력층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 장치.The blast furnace melting temperature prediction and action control amount guide according to claim 1, wherein the molten iron temperature neural network comprises an input layer consisting of 20 input nodes and a bias connection node, six intermediate layers, and two output layers. Device. 제1항에 있어서, 상기 조업인자 신경회로망은 8개의 입력노드와 바이어스 코넥트 노드로 된 입력층과, 4개의 중간층과, 한개의 출력층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 용선온도 예측 및 액션제어량 가이드 장치.2. The blast furnace melting temperature prediction and action control amount guide according to claim 1, wherein the operator factor neural network is composed of an input layer consisting of eight input nodes and a bias connect node, four intermediate layers, and one output layer. Device.
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KR102568410B1 (en) * 2018-04-10 2023-08-22 한국전자통신연구원 Artificial intelligence system including preprocessor unit for sorting valid data
KR20200017602A (en) * 2018-08-01 2020-02-19 주식회사 포스코 System and method for predicting quantity of remanign molten iron in blast furnace
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019112207A1 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 주식회사 포스코 Apparatus and method for controlling amount of pulverized coal injection

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