WO2006087158A2 - Experience-based method and system for controlling and/or adjusting the working process of a coke oven operating device - Google Patents

Experience-based method and system for controlling and/or adjusting the working process of a coke oven operating device Download PDF

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WO2006087158A2
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Christoph Müller
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Schalker Eisenhütte Maschinenfabrik Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke
    • C10B41/005—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke for charging coal

Definitions

  • the invention relates on the one hand to a method and, on the other hand, to a system for process-based control and / or regulation of an operating process of a coke oven operating device, wherein the coke oven operating device is designed to operate a plurality of furnace chambers of a coke oven and a furnace chamber is operated during the operating process of the coke oven operating device.
  • the present invention relates to a coking system with at least one coke oven operating device of a coke oven having a plurality of furnace chambers and with at least one system of the aforementioned type.
  • the coking process of coal in a coke oven having a plurality of furnace chambers requires intensive and close interaction of all coke oven service facilities involved in the coking process.
  • a coke oven operating device may be the one in question
  • Coke oven operating machine such as a stuffing car, a
  • Koksausdschreibmaschine a Koksüberleitmaschine, a hot coke transport- Pork raised, for example, a coke-fire vehicle, or to act parts of the aforementioned devices or machines.
  • the filling carriage enables a fast, controlled and gas-tight, emission-free filling of the furnace chambers, wherein as Koksofenbedienungseinrich- tions, for example cleaning facilities of the fill hole cover and - frames, a furnace ceiling suction, a riser operation and cleaning and a Deckelverglite complexion can be provided.
  • Koksofenbedienungseinrich- tions for example cleaning facilities of the fill hole cover and - frames, a furnace ceiling suction, a riser operation and cleaning and a Deckelverglite complexion can be provided.
  • a filling device is also provided for filling the oven chambers.
  • the Koksausd Wegmaschine has means for expressing the coke from the oven chamber, for the necessary opening and closing of the doors (door release) and for the leveling of the filling car in the furnace filled coal (leveling device). Furthermore, coke ejecting machines usually have cleaning devices for the oven doors and frames, Facilities for collecting surplus planing coal and slag coke, for master scale cleaning and for the extraction of tar emissions.
  • coke pushed out of the furnace by the coke-blowing machine is directed into the respective coke-fire vehicle by the cake guide integrated on the machine.
  • the required opening and closing of the oven doors is performed by a door release of Koksüberleitmaschine.
  • coke transfer machines are typically provided with a suction hood system which detects all emissions from oven operation. These are then sucked off a stationary bag filter system.
  • the glowing coke expressed from the furnace is transported to the corresponding extinguishing or drying plant.
  • coke quenching cars are used.
  • the disadvantage is that the control of the entire coking process and in particular the coke oven operating devices is difficult and labor intensive and costly. In the event of incorrect operation, damage to the coke oven operating devices and / or the coke oven or individual chambers can easily occur.
  • Object of the present invention is to provide a method, a system and a coking system each of the aforementioned type, with which it is possible to control an operation of a coke oven operation device in a simple manner and / or to be able to regulate and optimize.
  • the above object is achieved in a method of the type mentioned in that at least one operating parameters of at least one previous operation of the coke oven operation means for operating the furnace chamber and at least one result parameter of the preceding operation of Koksofenbedienungssleaned associated prior coal coking process in the furnace chamber are correlated and that, depending on the correlation, a Setpoint specification is determined for at least one operating parameter of a subsequent operation for operating the oven chamber.
  • the invention is based on the basic idea of controlling and / or regulating a subsequent operation of a coke oven operating device as a function of the coking result and at least one operating parameter of the preceding operating process of the coke oven operating device belonging to the coking result.
  • the correlation serves as the basis for the generation of a target value specification, wherein the correlation allows it to be decided whether the control and / or regulation of a preceding operating procedure has taken place satisfactorily or optimally. If this is not the case, then the nominal value specification for the subsequent operating procedure must be changed accordingly so that a subsequent operation leads to a better coking result.
  • the operating parameter of the preceding operating procedure is correlated with a result parameter characterizing the coking result. This makes it possible to improve the quality of a subsequent operation with respect to the coking result in an interactive process and to optimize the operation step by step.
  • operating data from the current operation of the coke oven operating device are related to the coking result, which is present only hours after the filling process. This makes it possible to control and / or regulate a subsequent operating process as a function of stored setpoint specifications of older operating processes as "historical" information, and to be able to resort to empirical knowledge for the control and / or regulation that can be derived from previous ones Operations of the coke oven operation device could be obtained depending on the particular coking result achieved.
  • a system which has at least one database and analysis device.
  • the database and analysis device is designed such that on the one hand a correlation or setpoint specification can be determined automatically, wherein the correlation can be a functional relationship between the coking result and at least one operating parameter of the associated operating process of the coke oven operating device.
  • the database and analysis system has a memory in which the setpoint specifications of previous operations can be stored.
  • the coking result can be qualitatively and / or quantitatively evaluated with regard to selected result parameters, wherein this evaluation or the result parameters can be set in relation to operating parameters of the associated operating process. If the result parameters deviate from defined target values, the setpoint specifications for operating parameters of subsequent operating processes can be changed accordingly, the operation taking place on the basis of the changed setpoint specifications in the subsequent operating process.
  • the coking result thus obtained is in turn correlated with the already changed operating parameters, which may possibly give rise to a renewed change in the nominal value specifications.
  • the change in the setpoint specifications as a function of the coking result can be effected in accordance with prescribed rules or algorithms or can be controlled by the control system or manually.
  • the operating parameter of the filling process may be, for example, the weight of the coal filled in the furnace chamber and / or the filling flow rate and / or the filling time are determined. These operating data are then correlated with the coking result or the result parameter (s) characterizing the coking result in order to be able to determine a desired value specification for operating parameters of the subsequent filling process.
  • the result parameter must be suitable in that coking result with respect to the operating parameters of the associated filling process of the filling device is to be assessed. to be able to.
  • the result parameter, in conjunction with the operating parameter must allow a statement as to whether further optimization of the filling process is necessary, which can be done by changing the setpoint specification for at least one operating parameter of the subsequent filling process.
  • operating data from the current operation of the coke oven operating device are related to the result of the operating process as such.
  • the result parameter of a filling process can be, for example, the filling level and / or the flow rate of coal filled into the furnace chamber.
  • result parameters are conceivable.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention provides that the desired value specification is correlated with at least one process parameter of the subsequent operating process in order to determine the operating parameter, for example an operating parameter of a programmable controller of the coke oven operating machine.
  • the process parameters of the filling process may be, for example, the coal moisture content, the coal bulk density and / or the grain size of the coal to be introduced into the furnace chamber. This makes it possible to respond to the current instantaneous values that influence the operating process accordingly.
  • the operating parameters of the following Operation is determined in dependence on the setpoint specification of an immediately preceding operation or coking process and at least one further setpoint specification of another previous operation or coking process.
  • the above-described embodiment of the method according to the invention is based on the basic idea of determining the desired value specification for an operating parameter for a subsequent operating process as a function of a plurality of preceding operating processes and the operating or coking results achieved thereby.
  • stored operating parameters and / or result parameters and / or "historical" setpoint specifications derived therefrom are used. This makes it possible to use experience knowledge from a plurality of previous operating processes in a corresponding manner for controlling and / or regulating a subsequent operating process and for optimization.
  • target value specifications are weighted, in particular differently weighted, and the weighting is taken into account in the determination of the operating parameter of the subsequent operating process.
  • the setpoint specification which is due to operating and result parameters of an immediately preceding operation and / or coking operation, can be most heavily weighted, while older setpoint specifications can be weighted correspondingly less. If the optimization of the operation is continued continuously, the last performed operation usually has the strongest approximation to an optimal operation. Therefore, it is preferably provided to take into account the last determined setpoint specification to a particularly high degree. Weighting can take into account malfunctions and random or unpredictable deviations of the coking and / or operating results of an operating procedure from the expected results.
  • an interference condition during a previous operation in the weighting is automatically taken into account. For example, an operating process in which a fault condition has occurred or due to the fault condition to a comparatively poor coking result and / or operating result has resulted in the determination of a setpoint specification for subsequent operations accordingly less or not at all.
  • the coke oven operating device can automatically execute the operating procedure again, preferably with slightly shifted setpoint specifications for the corresponding operating parameters.
  • the desired value specification for an operating parameter of a subsequent operating process is predetermined manually, at least with the assistance of an operator of the coke oven operating device.
  • the setpoint specification which is obtainable from a correlation of at least one operating parameter and at least one result parameter of a manually controlled preceding operating procedure, is given the highest weighting.
  • the determination of the setpoint specification for an operating parameter of the subsequent operation based on an artificial intelligence method and / or or based on a self-learning algorithm and / or on the basis of fuzzy logic. This makes it possible to determine the relationship between a result parameter and an operating parameter and the resulting effects on the setpoint specification of an operating parameter of the subsequent operating procedure in a simple manner and "self-learning". This facilitates further optimization of the operation process.
  • the result parameter of a coking process may relate to the surface profile and / or the surface profile of a coke cake produced during the coking process.
  • it is preferably provided to scan the surface of the coke cake after being pressed out of the oven chamber, and preferably to simultaneously determine the position of a push rod of the coke ejecting machine, in each case preferably in real time.
  • the samples and position values can serve the surface profile and / or to represent the surface course of the coke cake in the oven chamber or to reproduce.
  • the control system according to the invention has, according to the device, at least one measuring device with which the surface of the coke cake can be scanned and / or the position of the push rod can be determined.
  • the control system can have a correspondingly designed scanning device and / or position measuring device, which are coupled to the database and analysis device.
  • the subsequent operating process of the coke oven operating device is controlled and / or regulated and correspondingly optimized from the previously determined course of the surface of the coke cake in the furnace chamber, taking into account the operating parameters of the associated operating process of the coke oven operating device.
  • the result parameter of the coking process or the coking result can therefore be information and / or a measured value which relates to the finished coke cake or which can be determined from the measurement of the coke cake.
  • a result parameter may also be derived from the weight of the coke cake and / or the weight of coke, preferably before the coke is extinguished.
  • a correspondingly designed weight-measuring device is coupled to the database and analysis device.
  • individual data of a furnace chamber can be taken into account when determining the target value specification. All ovens may be damaged due to the size of the system and the operating temperatures in the course of Lifetime of the system have strong individual deviations. Since these changes take place slowly during operation, control technology and control engineering interventions can preferably also be carried out as a function of the individual furnace. Due to the great deviations between the furnace chambers of a coke oven, it is moreover preferably provided that a nominal value specification be determined individually for each furnace chamber of the coke oven.
  • the desired value specification for an operating parameter of a subsequent operating process can be determined as a function of at least one operating parameter of the coking process. This contributes to further optimization of the operation and enables the direct correlation between the operation data of the coke oven operation means and the operation data of the furnace chambers and the coking furnace, respectively.
  • the fill level and / or the bulk flow of a coal charge in the furnace chamber are determined.
  • the subsequent filling process is then controlled and / or regulated, inter alia, as a function of the filling level and / or the bulk flow.
  • the filling level and the course of the charge of the coal in the furnace chamber can be measured continuously during the filling process and taken into account correspondingly in the control and / or regulation of the current filling operation.
  • the control system according to the invention has correspondingly designed measuring devices, which will be discussed below.
  • the method according to the invention can also be advantageously used for a positioning device, eg a door release, and / or for fine positioning of the coke oven operating machine or device.
  • the positioning of the positioning device and / or the overall machine can be carried out on the basis of the positioning success of a series of preceding positioning operations.
  • the most recent positioning results, together with the corresponding operating parameters of the most recent positioning operations are most heavily weighted and in the determination of the operating parameters for a subsequent position. tion process is considered the most. If a positioning error occurs, then the positioning device and / or the coke oven operating machine can execute, for example by random values, an automatic repositioning with slightly changed operating parameters and / or request assistance from an operator.
  • the operator may then perform manual repositioning of the positioning device and / or coke oven operator, which is most heavily weighted. This makes it possible to take into account the experiential knowledge of the operator to a particularly high degree when determining the operating parameter for a subsequent positioning process of the positioning device.
  • the aforementioned statements can of course be transferred to other coke oven control devices.
  • the method according to the invention has the advantage that during operation a dynamic adaptation of the positioning of the coke oven operating devices and / or the coke oven operating machines to the changes in the coke oven is carried out almost automatically, preferably self-learning and on the basis of stored empirical knowledge for each furnace chamber of the coke oven can.
  • an evaluation protocol of the preceding operating and / or coking processes is created on the basis of the operating parameters and / or the result parameters and / or the correlations.
  • This evaluation log can be created on a furnace-specific basis.
  • computer facilities of the coke oven operating machines can be networked with one another via suitable database systems, so that the operator of a coking plant is able to link the data contained in the evaluation protocols with a furnace control of the coke oven in order to achieve further optimization effects during operation.
  • control system has corresponding facilities on, which are representable by the respective process feature definable.
  • the system 1 has a database and analysis device 4 and a control device 5, which is coupled to the database and analysis device 4.
  • the system 1 according to the invention makes it possible to optimize the filling process of the oven chamber 3, taking into account the mostly electronically obtained influences and results of the coking process. This requires an intensive and close interaction of all machines involved in the process. Added to this is the necessity of once again returning information in weighted and "self-learning" form as setpoint specifications 6 to be electronically returned to the process.
  • the control device 5 takes over the direct real-time control of the entire filling process.
  • the control device 5 receives setpoint specifications 6 from the database and analysis device 4 from the correlation of at least one operating parameter 7 of a preceding filling operation of the filling devices 2 for filling the furnace chamber 3 and at least one result parameter 8 of the preceding one associated with the filling process of the filling devices 2 Coking process of coal in the furnace chamber 3.
  • the control device 5 at least an operating parameter 10 for the subsequent filling process for filling the furnace chamber 3 determined.
  • the database and analysis device 4 detects operating data or operating parameters 7 from the current operation of the Befull Anlagenen 2 and puts them in relation to the coking result, which can be present only hours after the end of the filling. In this case, a correlation is carried out at least on the basis of at least one operating parameter 7 and at least one result parameter 8 of the coking process.
  • the surface of a coke cake 11 can be scanned immediately after the expression of the coke cake 11 from the oven chamber 3.
  • a scanning device 12 is provided, which may be, for example, a laser measuring device. A sample from the sampling of the surface of the coke cake 9 can be transmitted in real time to the database and analysis device 4.
  • the sample is determined immediately after the expression of the coke cake 11 from the oven chamber 3.
  • the position of a push rod 13a of a coke pushing carriage is again transmitted in real time to the database and analysis device 4 via a position measuring device 13.
  • the Positionsmeß it is possible to determine the earlier course of the surface of the coke cake 11 in the furnace chamber 3 preferably three-dimensional.
  • the surface course of the coke cake 11 and possibly its volume in the furnace chamber 3 can thus be correlated with at least one operating parameter 7 of the filling device 2, based on this correlation result, a desired value specification 6 for an operating parameter 10 of the subsequent filling process to calculate.
  • the further parameters 14 can be, for example, operating parameters and / or process parameters of the coking process.
  • control information of the furnace control can be included in the calculations of the setpoint specifications 6.
  • the weight of the coke cake and / or the weight of coke can be determined, preferably in the case of coke. cleared state of the coke.
  • this information is acquired by the database and analysis device 4, they become part of the process experience.
  • furnace-specific parameters of the database and analysis device 4 can be detected as further parameters.
  • the calculations necessary for determining the desired value specification 6 take place in the database and analysis device 4. Artificial intelligence methods, self-learning algorithms or fuzzy logic can be used for this. It is not shown in detail that it preferably provides the method according to the invention to weight setpoint specifications 6 or the corresponding correlations. It can be provided that a desired value specification 6 is determined or calculated for a subsequent filling process on the basis of weighted nominal value specifications 6 of preceding filling and / or coking processes, this "historical" information being stored in the database and analysis device 4 are deposited. The setpoint specification (s) 6 of the last filling and / or coking process can then be included together with weighted setpoint specifications 6 of further preceding filling or coking operations in the calculations of the setpoint specification 6 for the immediately following filling process.
  • the desired value specifications 6 are transmitted to the control system 5, which may preferably be provided on or on a filling carriage (not shown in detail).
  • the control system 5 is in this context trained for direct real-time control of the entire Be Glallvor- gang.
  • the setpoint specification 6, which receives the control system 5 from the database and analysis device 4 and which is stored individually for the relevant furnace chamber 3, with process parameters and / or operating parameters of the subsequent operation process, namely For example, with current instantaneous values, which can influence the process, such.
  • the operating parameter 10 is preferably transmitted to a control unit, for example a programmable logic controller, for controlling the filling devices 2.
  • the filling level and / or the course of a carbon charge in the furnace chamber 3 are preferably determined during the filling process. As a result, it is possible to control and / or regulate and optimize the current filling process as a function of operating parameters of a running filling operation.
  • the fill level and / or the bulk flow of the coal bed in the furnace chamber 3 is determined after completion of a previous filling and then considered as a result parameter of the filling process in the calculation of the setpoint specification for the subsequent filling.
  • the system 1 has a distance measuring device 15 for this purpose, which is designed to measure the distance of the surface of the coke cake 11 from a furnace roof 16 of the furnace chamber 3.
  • the distance measuring devices 15 may preferably be arranged in the interior of filling funnels 17 of the filling carriage not shown in detail.
  • a contact sensor 19 is arranged at the head of a leveling device 18, which detects a contact between the leveling device 18 and the coal filled in the furnace chamber 3.
  • the process-based control provided according to the invention enables controlled refilling of the oven chamber 3, preferably in conjunction with the process-based control of the movement of the leveling device 18, as a function of operating conditions and other external parameters.

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Abstract

The invention relates to an experience-based method for controlling and/or adjusting the working process of a coke oven operating device operating a plurality of oven chambers (3) consists in operating the oven chamber (3), preferably for controlling and/or adjusting the filling of at least one filling device (2) of a charging car (3). The aim of said invention is to simplify and optimise the control and/or adjustment of the working process of a coke oven operating device and, for this purpose, at least one operating parameter (7) of the preceding working process of the coke oven operating device for operating oven chambers and at least one parameter (8) resulting from the coal coking in the preceding oven chamber (3) and associated with the working process of the coke oven operating device are correlated and, according to said correlation, a nominal value (6) is determined for at least one operating parameter (10) of a subsequent working process for operating chambers (3).

Description

Verfahren und System zur erfahrensbasierten Steuerung und/oder Regelung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungseinrichtung Method and system for the process-based control and / or regulation of an operating process of a coke oven operating device
Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren und andererseits ein System jeweils zur erfahrensbasierten Steuerung und/oder Regelung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungseinrichtung, wobei die Koksofenbedienungseinrichtung zur Bedienung einer Mehrzahl von Ofenkammern eines Koksofens ausgebildet ist und bei dem Betriebsvorgang der Koksofenbedienungseinrichtung eine Ofenkammer bedient wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verkokungssystem mit wenigstens einer Koksofenbedienungseinrichtung eines eine Vielzahl von Ofenkammern aufweisenden Koksofens und mit wenigstens einem System der zuvor genannten Art.The invention relates on the one hand to a method and, on the other hand, to a system for process-based control and / or regulation of an operating process of a coke oven operating device, wherein the coke oven operating device is designed to operate a plurality of furnace chambers of a coke oven and a furnace chamber is operated during the operating process of the coke oven operating device. Moreover, the present invention relates to a coking system with at least one coke oven operating device of a coke oven having a plurality of furnace chambers and with at least one system of the aforementioned type.
Der Verkokungsprozeß von Kohle in einem eine Mehrzahl von Ofenkammern aufweisenden Koksofen setzt ein intensives und enges Zusammenspiel aller am Verkokungsprozeß beteiligten Koksofenbedienungseinrichtungen voraus.The coking process of coal in a coke oven having a plurality of furnace chambers requires intensive and close interaction of all coke oven service facilities involved in the coking process.
Bei einer Koksofenbedienungseinrichtung kann es sich um die betreffendeA coke oven operating device may be the one in question
Koksofenbedienungsmaschine als solche, wie um einen Füllwagen, eineCoke oven operating machine as such, such as a stuffing car, a
Koksausdrückmaschine, eine Koksüberleitmaschine, eine Heißkoks-Trans- porteinrichtung, beispielsweise um ein Kokslöschfahrzeug, oder aber um Teile der vorgenannten Einrichtungen bzw. Maschinen handeln.Koksausdrückmaschine, a Koksüberleitmaschine, a hot coke transport- Porkeinrichtung, for example, a coke-fire vehicle, or to act parts of the aforementioned devices or machines.
Der Füllwagen ermöglicht ein schnelles, kontrolliertes und gasdichtes, emissionsfreies Befüllen der Ofenkammern, wobei als Koksofenbedienungseinrich- tungen beispielsweise Reinigungseinrichtungen der Füllochdeckel und - rahmen, eine Ofendeckenabsaugung, eine Steigrohrbetätigung und -reinigung sowie eine Deckelvergießeinrichtung vorgesehen sein können. Zur Befüllung der Ofenkammern ist darüber hinaus eine Befülleinrichtung vorgesehen.The filling carriage enables a fast, controlled and gas-tight, emission-free filling of the furnace chambers, wherein as Koksofenbedienungseinrich- tions, for example cleaning facilities of the fill hole cover and - frames, a furnace ceiling suction, a riser operation and cleaning and a Deckelvergießeinrichtung can be provided. For filling the oven chambers, a filling device is also provided.
Die Koksausdrückmaschine weist Einrichtungen zum Ausdrücken des Kokses aus der Ofenkammer, für das notwendige Öffnen und Schließen der Türen (Türausheber) sowie für das Planieren der vom Füllwagen in den Ofen eingefüllten Kohle (Planiereinrichtung) auf. Ferner weisen Koksausdrückmaschinen in der Regel Reinigungseinrichtungen für die Ofentüren und -rahmen, Einrichtungen zum Auffangen überschüssiger Planierkohle und Schlabberkoks, zur Meistergangreinigung und zur Absaugung für Teeremissionen auf.The Koksausdrückmaschine has means for expressing the coke from the oven chamber, for the necessary opening and closing of the doors (door release) and for the leveling of the filling car in the furnace filled coal (leveling device). Furthermore, coke ejecting machines usually have cleaning devices for the oven doors and frames, Facilities for collecting surplus planing coal and slag coke, for master scale cleaning and for the extraction of tar emissions.
Der von der Koksausdrückmaschine aus dem Ofen gedrückte Koks wird durch die auf der Maschine integrierte Kuchenführung in das jeweilige Kokslöschfahrzeug geleitet. Das erforderliche Öffnen und Schließen der Ofentüren wird von einem Türausheber der Koksüberleitmaschine durchgeführt. Zusätzlich zu Reinigungseinrichtungen für die Ofentüren und -rahmen sowie des Meisterganges werden Koksüberleitmaschinen in der Regel mit einem Absaug- Haubensystem versehen, das alle bei der Ofenbedienung anfallenden Emissionen erfaßt. Diese werden dann von einer stationären Schlauchfilteranlage abgesaugt.The coke pushed out of the furnace by the coke-blowing machine is directed into the respective coke-fire vehicle by the cake guide integrated on the machine. The required opening and closing of the oven doors is performed by a door release of Koksüberleitmaschine. In addition to furnace door and frame cleaning equipment, as well as the master walk, coke transfer machines are typically provided with a suction hood system which detects all emissions from oven operation. These are then sucked off a stationary bag filter system.
Der aus dem Ofen ausgedrückte glühende Koks wird zur entsprechenden Lösch- bzw. Trockenanlage transportiert. Hierzu werden beispielsweise Kokslöschwagen eingesetzt.The glowing coke expressed from the furnace is transported to the corresponding extinguishing or drying plant. For this purpose, for example, coke quenching cars are used.
Von Nachteil ist, daß die Steuerung des gesamten Verkokungsprozesses und insbesondere der Koksofenbedienungseinrichtungen schwierig und arbeits- und kostenintensiv ist. Bei Fehlbedienungen kann es leicht zu Beschädigungen der Koksofenbedienungseinrichtungen und/oder des Koksofens bzw. einzelner Kammern kommen.The disadvantage is that the control of the entire coking process and in particular the coke oven operating devices is difficult and labor intensive and costly. In the event of incorrect operation, damage to the coke oven operating devices and / or the coke oven or individual chambers can easily occur.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein System und ein Verkokungssystem jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen es möglich ist, einen Betriebsvorgang einer Koksofenbedienungseinrichtung in einfacher Weise steuern und/oder regeln zu können und zu optimieren.Object of the present invention is to provide a method, a system and a coking system each of the aforementioned type, with which it is possible to control an operation of a coke oven operation device in a simple manner and / or to be able to regulate and optimize.
Die vorgenannte Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens ein Betriebsparameter wenigstens eines vorangegangenen Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungseinrichtung zur Bedienung der Ofenkammer und wenigstens ein Ergebnisparameter des dem vorangegangenen Betriebsvorgang der Koksofenbedienungsseinrichtung zuge- ordneten vorangegangenen Verkokungsvorgangs von Kohle in der Ofenkammer korreliert werden und daß in Abhängigkeit von der Korrelation eine Sollwert- Vorgabe für wenigstens einen Betriebsparameter eines nachfolgenden Betriebsvorgangs zur Bedienung der Ofenkammer ermittelt wird.The above object is achieved in a method of the type mentioned in that at least one operating parameters of at least one previous operation of the coke oven operation means for operating the furnace chamber and at least one result parameter of the preceding operation of Koksofenbedienungsseinrichtung associated prior coal coking process in the furnace chamber are correlated and that, depending on the correlation, a Setpoint specification is determined for at least one operating parameter of a subsequent operation for operating the oven chamber.
Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, einen nachfolgenden Be- triebsvorgang einer Koksofenbedienungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Verkokungsergebnis und wenigstens einem Betriebsparameter des zu dem Verkokungsergebnis gehörenden vorangegangenen Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungseinrichtung zu steuern und/oder zu regeln. Die Korrelation dient als Grundlage für die Generierung einer Sollwert- Vorgabe, wobei es die Korrelation zuläßt, darüber zu entscheiden, ob die Steuerung und/oder Regelung eines vorangegangenen Betriebsvorgangs zufriedenstellend bzw. optimal abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, muß die S ollwert- Vorgabe für den nachfolgenden Betriebsvorgangs entsprechend so geändert werden, daß ein nachfolgender Betriebsvorgang zu einem besseren Verkokungsergebnis führt. Um den Zusammenhang zwischen dem Betriebsparameter eines vorangegangenen Betriebsvorgangs und dem dabei erzielten Verkokungsergebnis ermitteln zu können, wird der Betriebsparameter des vorangegangenen Betriebsvorgangs mit einem das Verkokungsergebnis charakterisierenden Ergebnisparameter korreliert. Dadurch ist es möglich, in einem interaktiven Prozeß die Güte eines nachfolgenden Betriebsvorgangs im Hinblick auf das Verkokungsergebnis zu verbessern und den Betriebsvorgang schrittweise zu optimieren.The invention is based on the basic idea of controlling and / or regulating a subsequent operation of a coke oven operating device as a function of the coking result and at least one operating parameter of the preceding operating process of the coke oven operating device belonging to the coking result. The correlation serves as the basis for the generation of a target value specification, wherein the correlation allows it to be decided whether the control and / or regulation of a preceding operating procedure has taken place satisfactorily or optimally. If this is not the case, then the nominal value specification for the subsequent operating procedure must be changed accordingly so that a subsequent operation leads to a better coking result. In order to be able to determine the relationship between the operating parameter of a previous operating procedure and the coking result achieved thereby, the operating parameter of the preceding operating procedure is correlated with a result parameter characterizing the coking result. This makes it possible to improve the quality of a subsequent operation with respect to the coking result in an interactive process and to optimize the operation step by step.
Im Ergebnis werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Betriebsdaten aus dem laufenden Betrieb der Koksofenbedienungseinrichtung in Relation ge- setzt zum Verkokungsergebnis, welches erst Stunden nach dem Befüllvorgang vorliegt. Dadurch ist es möglich, einen nachfolgenden Betriebsvorgang in Abhängigkeit von gespeicherten Sollwert-Vorgaben älterer Betriebsvorgänge als "historische" Informationen zu steuern und/oder zu regeln, und dabei auf Erfahrungswissen für die Steuerung und/oder Regelung zurückgreifen zu kön- nen, das aus vorangegangenen Betriebsvorgängen der Koksofenbedienungseinrichtung in Abhängigkeit von dem jeweils erzielten Verkokungsergebnis gewonnen werden konnte.As a result, in the method according to the invention, operating data from the current operation of the coke oven operating device are related to the coking result, which is present only hours after the filling process. This makes it possible to control and / or regulate a subsequent operating process as a function of stored setpoint specifications of older operating processes as "historical" information, and to be able to resort to empirical knowledge for the control and / or regulation that can be derived from previous ones Operations of the coke oven operation device could be obtained depending on the particular coking result achieved.
Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß ein System vorge- schlagen, das wenigstens eine Datenbank- und Analyseeinrichtung aufweist.To carry out the method, a system is proposed according to the invention which has at least one database and analysis device.
Die Datenbank- und Analyseeinrichtung ist derart ausgebildet, daß zum einen eine Korrelation bzw. eine Sollwert- Vorgabe automatisch ermittelbar ist, wobei es sich bei der Korrelation um einen funktionalen Zusammenhang zwischen dem Verkokungsergebnis und wenigstens einem Betriebsparameter des zugehörigen Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungseinrichtung handeln kann. Darüber hinaus weist das Datenbank- und Analysesystem einen Speicher auf, in dem die Sollwert-Vorgaben vorausgegangener Betriebsvorgänge gespeichert werden können. Beispielsweise kann das Verkokungsergebnis im Hinblick auf ausgewählte Ergebnisparameter qualitativ und/oder quantitativ bewertet werden, wobei diese Bewertung bzw. die Ergebnisparameter in Be- ziehung zu Betriebsparametern des zugehörigen Betriebsvorgangs gesetzt werden können. Weichen die Ergebnisparameter von definierten Zielvorgaben ab, können die Sollwert- Vorgaben für Betriebsparameter nachfolgender Betriebsvorgänge entsprechend geändert werden, wobei beim anschließenden Betriebsvorgang der Betrieb auf der Grundlage der geänderten Sollwert- Vorgaben erfolgt. Anschließend wird wiederum das so erhaltene Verkokungsergebnis mit den bereits geänderten Betriebsparametern korreliert, was gegebenenfalls zu einer erneuten Änderung der S ollwert- Vorgaben Anlaß geben kann. Die Veränderung der Sollwert- Vorgaben in Abhängigkeit von dem Verkokungsergebnis kann nach vorgegebenen Regeln oder Algorithmen oder zu- fallsgesteuert oder manuell bewirkt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Steuerung und/oder Regelung des Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungseinrichtung deutlich vereinfacht, wobei ein automatischer Eingriff in die Steuerung und eine Optimierung des Betriebsvorgangs möglich ist.The database and analysis device is designed such that on the one hand a correlation or setpoint specification can be determined automatically, wherein the correlation can be a functional relationship between the coking result and at least one operating parameter of the associated operating process of the coke oven operating device. In addition, the database and analysis system has a memory in which the setpoint specifications of previous operations can be stored. For example, the coking result can be qualitatively and / or quantitatively evaluated with regard to selected result parameters, wherein this evaluation or the result parameters can be set in relation to operating parameters of the associated operating process. If the result parameters deviate from defined target values, the setpoint specifications for operating parameters of subsequent operating processes can be changed accordingly, the operation taking place on the basis of the changed setpoint specifications in the subsequent operating process. Subsequently, the coking result thus obtained is in turn correlated with the already changed operating parameters, which may possibly give rise to a renewed change in the nominal value specifications. The change in the setpoint specifications as a function of the coking result can be effected in accordance with prescribed rules or algorithms or can be controlled by the control system or manually. By means of the method according to the invention, the control and / or regulation of the operating process of a coke oven operating device is considerably simplified, an automatic intervention in the control and an optimization of the operating process being possible.
Handelt es sich bei dem zu steuernden und/oder zu regelnden und zu optimierenden Betriebsvorgang um einen Befüllvorgang einer Befülleinrichtung eines Füllwagens zur Befüllung der Ofenkammern, so kann als Betriebsparameter des Befüllvorgangs beispielsweise das Gewicht der in die Ofenkammer einge- füllten Kohle und/oder der Füllmengenstrom und/oder die Füllzeit ermittelt werden. Diese Betriebsdaten werden anschließend mit dem Verkokungsergebnis bzw. dem oder den das Verkokungsergebnis kennzeichnenden Ergeb- nisparameter(n) korreliert, um eine Sollwert- Vorgabe für Betriebsparameter des nachfolgenden Befüllvorgangs ermitteln zu können. Der Ergebnisparame- ter muß dabei geeignet sein, daß Verkokungsergebnis im Hinblick auf die Betriebsparameter des zugehörigen Befüllvorgangs der Befülleinrichtung bewer- ten zu können. Der Ergebnisparameter muß in Verbindung mit dem Betriebsparameter eine Aussage darüber zulassen, ob eine weitere Optimierung des Befüllvorgangs notwendig ist, was durch eine Veränderung der Sollwert- Vorgabe für wenigstens einen Betriebsparameter des nachfolgenden Befüll- Vorgangs erfolgen kann.If the operating process to be controlled and / or regulated and optimized is a filling operation of a filling device of a filling carriage for filling the furnace chambers, the operating parameter of the filling process may be, for example, the weight of the coal filled in the furnace chamber and / or the filling flow rate and / or the filling time are determined. These operating data are then correlated with the coking result or the result parameter (s) characterizing the coking result in order to be able to determine a desired value specification for operating parameters of the subsequent filling process. The result parameter must be suitable in that coking result with respect to the operating parameters of the associated filling process of the filling device is to be assessed. to be able to. The result parameter, in conjunction with the operating parameter, must allow a statement as to whether further optimization of the filling process is necessary, which can be done by changing the setpoint specification for at least one operating parameter of the subsequent filling process.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß Betriebsdaten aus dem laufenden Betrieb der Koksofenbedienungseinrichtung in Relation gesetzt werden zum Ergebnis des Betriebsvorgangs als solchem. Bei- spielsweise ist es möglich, einen Befullvorgang dadurch zu steuern und/oder zu regeln und zu optimieren, daß Betriebsparameter eines vorangegangenen Befullvorgangs mit Ergebnisparametern dieses Befullvorgangs korreliert werden, um wenigstens eine Sollwert- Vorgabe für wenigstens einen Betriebsparameter eines nachfolgenden Befullvorgangs zu ermitteln. Bei dem Ergebnis- parameter eines Befullvorgangs kann es sich beispielsweise um die Füllhöhe und/oder den Schüttungsverlauf von in die Ofenkammer eingefüllter Kohle handeln. Selbstverständlich sind auch andere Ergebnisparameter vorstellbar. Auch ist es möglich, eine Sollwert- Vorgabe eines Betriebsparameters für den nachfolgenden Betriebsvorgang auf Grundlage von korrelierten Betriebspara- metern eines vorangegangenen Betriebsvorgangs, Ergebnisparametern des Betriebsvorgangs und Ergebnisparametern des zugehörigen Verkokungsvorgangs zu ermitteln.In an alternative embodiment of the invention, it is provided that operating data from the current operation of the coke oven operating device are related to the result of the operating process as such. For example, it is possible to control and / or regulate a fill operation by correlating operating parameters of a previous fill operation with result parameters of this fill operation to determine at least one setpoint default for at least one operating parameter of a subsequent fill operation. The result parameter of a filling process can be, for example, the filling level and / or the flow rate of coal filled into the furnace chamber. Of course, other result parameters are conceivable. It is also possible to determine a nominal value specification of an operating parameter for the subsequent operating procedure on the basis of correlated operating parameters of a preceding operating procedure, result parameters of the operating procedure and result parameters of the associated coking process.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Sollwert-Vorgabe mit wenigstens einem Prozeßparameter des nachfolgenden Betriebsvorgangs korreliert wird, um den Betriebsparameter zu ermitteln, beispielsweise einen Betriebsparameter einer speicherprogrammierbaren Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine. Bei den Prozeßparametern des Befullvorgangs kann es sich beispielsweise um die Kohlefeuchte, die Kohleschüttdichte und/oder die Körnung der Kohle handeln, die in die Ofenkammer eingefüllt werden soll. Dadurch ist es möglich, auf die aktuellen Momentanwerte, die auf den Betriebsvorgang Einfluß nehmen, entsprechend zu reagieren.A preferred embodiment of the method according to the invention provides that the desired value specification is correlated with at least one process parameter of the subsequent operating process in order to determine the operating parameter, for example an operating parameter of a programmable controller of the coke oven operating machine. The process parameters of the filling process may be, for example, the coal moisture content, the coal bulk density and / or the grain size of the coal to be introduced into the furnace chamber. This makes it possible to respond to the current instantaneous values that influence the operating process accordingly.
Zur weiteren Optimierung der Steuerung und/oder Regelung des Betriebsvorgangs kann vorgesehen sein, daß der Betriebsparameter des nachfolgenden Betriebsvorgangs in Abhängigkeit von der Sollwert- Vorgabe eines unmittelbar vorangegangenen Betriebsvorgangs bzw. Verkokungsvorgangs und wenigstens einer weiteren Sollwert- Vorgabe eines weiteren vorangegangenen Betriebsvorgangs bzw. Verkokungsvorgangs ermittelt wird. Der zuvor be- schriebenen Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt der Grundgedanke zugrunde, die Sollwert- Vorgabe für einen Betriebsparameter für einen nachfolgenden Betriebsvorgang in Abhängigkeit von mehreren vorangegangenen Betriebsvorgängen und den dabei erzielten Betriebs- bzw. Verkokungsergebnissen zu ermitteln. Verfahrensgemäß wird dabei auf ge- speicherte Betriebsparameter und/oder Ergebnisparameter und/oder daraus abgeleitete "historische" Sollwert- Vorgaben zurückgegriffen. Dadurch ist es möglich, Erfahrungswissen aus einer Mehrzahl von vorangegangenen Betriebsvorgängen in entsprechender Weise zur Steuerung und/oder Regelung eines nachfolgenden Betriebsvorgangs und zur Optimierung zu nutzen.To further optimize the control and / or regulation of the operating process can be provided that the operating parameters of the following Operation is determined in dependence on the setpoint specification of an immediately preceding operation or coking process and at least one further setpoint specification of another previous operation or coking process. The above-described embodiment of the method according to the invention is based on the basic idea of determining the desired value specification for an operating parameter for a subsequent operating process as a function of a plurality of preceding operating processes and the operating or coking results achieved thereby. According to the method, stored operating parameters and / or result parameters and / or "historical" setpoint specifications derived therefrom are used. This makes it possible to use experience knowledge from a plurality of previous operating processes in a corresponding manner for controlling and / or regulating a subsequent operating process and for optimization.
Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß Sollwert- Vorgaben gewichtet, insbesondere unterschiedlich gewichtet werden und die Wichtung bei der Ermittlung des Betriebsparameters des nachfolgenden Betriebsvorgangs berücksichtigt wird. Beispielsweise kann die Sollwert- Vorgabe, die auf Betriebs- und Ergebnisparameter eines unmittelbar vorangegangenen Betriebsvorgangs und/oder Verkokungsvorgangs zurückzuführen ist, am stärksten gewichtet werden, während ältere Sollwert- Vorgaben entsprechend weniger stark gewichtet werden können. Wird die Optimierung des Betriebsvorgangs kontinuierlich fortgesetzt, weist der zuletzt durchgeführte Betriebsvorgang in der Regel die stärkste Annäherung an einen optimalen Betriebsvorgang auf. Daher ist es vorzugsweise vorgesehen, die zuletzt ermittelte Sollwert- Vorgabe in besonders hohem Maße zu berücksichtigen. Durch die Wichtung können Betriebsstörungen und zufällige oder unvorhersehbare Abweichungen des Verkokungs- und/oder Betriebsergebnisses eines Betriebs- Vorgangs von den erwarteten Ergebnissen berücksichtigt werden.In this context, it is preferably provided that target value specifications are weighted, in particular differently weighted, and the weighting is taken into account in the determination of the operating parameter of the subsequent operating process. For example, the setpoint specification, which is due to operating and result parameters of an immediately preceding operation and / or coking operation, can be most heavily weighted, while older setpoint specifications can be weighted correspondingly less. If the optimization of the operation is continued continuously, the last performed operation usually has the strongest approximation to an optimal operation. Therefore, it is preferably provided to take into account the last determined setpoint specification to a particularly high degree. Weighting can take into account malfunctions and random or unpredictable deviations of the coking and / or operating results of an operating procedure from the expected results.
Zur weiteren Optimierung des Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungseinrichtung kann daher vorgesehen sein, daß ein Störzustand während eines vorangegangenen Betriebsvorgangs bei der Wichtung automatisch berücksichtigt wird. Beispielsweise kann ein Betriebsvorgang, bei dem ein Störzustand aufgetreten ist oder der aufgrund des Störzustandes zu einem vergleichsweise schlechten Verkokungsergebnis und/oder Betriebsergebnis geführt hat, bei der Ermittlung einer Sollwert- Vorgabe für nachfolgende Betriebsvorgänge entsprechend weniger stark oder auch gar nicht berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang kann beim Auftreten eines Störzustandes die Koksofenbedie- nungseinrichtung automatisch den Betriebsvorgang erneut ausführen, vorzugsweise mit leicht verschobenen Sollwert-Vorgaben für die entsprechenden Betriebsparameter. Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, daß im Fall eines Störzustandes die Sollwert- Vorgabe für einen Betriebsparameter eines nachfolgenden Betriebsvorgangs zumindest unter Mitwirkung eines Bedieners der Koksofenbedienungseinrichtung manuell vorgegeben wird. Um das Erfahrungswissen eines Bedieners berücksichtigen zu können, kann erfindungsgemäß darüber hinaus vorgesehen sein, daß die Sollwert- Vorgabe, die aus einer Korrelation wenigstens eines Betriebsparameters und wenigstens eines Ergebnisparameters eines manuell gesteuerten vorangegangenen Betriebsvorgangs erhältlich ist, am stärksten gewichtet wird.To further optimize the operation of the coke oven operating device can therefore be provided that an interference condition during a previous operation in the weighting is automatically taken into account. For example, an operating process in which a fault condition has occurred or due to the fault condition to a comparatively poor coking result and / or operating result has resulted in the determination of a setpoint specification for subsequent operations accordingly less or not at all. In this connection, when a fault condition occurs, the coke oven operating device can automatically execute the operating procedure again, preferably with slightly shifted setpoint specifications for the corresponding operating parameters. However, in principle it is also possible that in the event of a fault condition, the desired value specification for an operating parameter of a subsequent operating process is predetermined manually, at least with the assistance of an operator of the coke oven operating device. In order to be able to take account of the knowledge of experience of an operator, according to the invention it can furthermore be provided that the setpoint specification, which is obtainable from a correlation of at least one operating parameter and at least one result parameter of a manually controlled preceding operating procedure, is given the highest weighting.
Um Informationen aus vorangegangenen Betriebsvorgängen der Koksofenbedienungseinrichtung in gewichteter und selbstlernender Form bei der Steuerung und/oder Regelung nachfolgender Betriebsvorgänge entsprechend be- rücksichtigen zu können, kann die Ermittlung der Sollwert- Vorgabe für einen Betriebsparameter des nachfolgenden Betriebsvorgangs auf Grundlage eines Verfahrens der künstlichen Intelligenz und/oder auf Grundlage eines selbstlernenden Algorithmus und/oder auf der Grundlage von Fuzzy-Logic durchgeführt werden. Damit ist es möglich, den Zusammenhang zwischen einem Er- gebnisparameter und einem Betriebsparameter und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Sollwert-Vorgabe eines Betriebsparameters des nachfolgenden Betriebsvorgangs in einfacher Weise und "selbstlernend" zu ermitteln. Das erleichtert eine weitere Optimierung des Betriebsvorgangs.In order to take into account information from previous operations of the coke oven operating device in weighted and self-learning form in the control and / or regulation of subsequent operations, the determination of the setpoint specification for an operating parameter of the subsequent operation based on an artificial intelligence method and / or or based on a self-learning algorithm and / or on the basis of fuzzy logic. This makes it possible to determine the relationship between a result parameter and an operating parameter and the resulting effects on the setpoint specification of an operating parameter of the subsequent operating procedure in a simple manner and "self-learning". This facilitates further optimization of the operation process.
Der Ergebnisparameter eines Verkokungsvorgangs kann das Oberflächenprofil und/oder den Oberflächenverlauf eines beim Verkokungsvorgang hergestellten Kokskuchens betreffen. Dazu ist es vorzugsweise vorgesehen, die Oberfläche des Kokskuchens nach dem Ausdrücken aus der Ofenkammer abzutasten und vorzugsweise gleichzeitig die Position einer Ausdrückstange der Koksausdrückmaschine zu ermitteln, jeweils vorzugsweise in Echtzeit. Die Abtastwerte und Positionswerte können dazu dienen, das Oberflächenprofil und/oder den Oberflächenverlauf des Kokskuchens in der Ofenkammer darzustellen bzw. zu reproduzieren. Das erfindungsgemäße Steuerungssystem weist dazu vorrichtungsgemäß wenigstens eine Meßeinrichtung auf, mit der die Oberfläche des Kokskuchens abgetastet und/oder die Position der Ausdrück- stange ermittelt werden kann. Vorrichtungsgemäß kann das erfmdungsgemäße Steuerungssystem eine entsprechend ausgebildete Abtasteinrichtung und/oder Positionsmeßeinrichtung aufweisen, die mit der Datenbank- und Analyseeinrichtung gekoppelt sind. Im Ergebnis wird aus dem so ermittelten früheren Verlauf der Oberfläche des Kokskuchens in der Ofenkammer unter Berück- sichtigung der Betriebsparameter des zugehörigen Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsseinrichtung der anschließende Betriebsvorgang der Koksofenbedienungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt und entsprechend optimiert. Bei dem Ergebnisparameter des Verkokungsvorgangs bzw. dem Verkokungsergebnis kann es sich somit um eine Information und/oder um ei- nen Meßwert handeln, der den fertigen Kokskuchen betrifft bzw. der aus der Vermessung des Kokskuchens ermittelbar ist.The result parameter of a coking process may relate to the surface profile and / or the surface profile of a coke cake produced during the coking process. For this purpose, it is preferably provided to scan the surface of the coke cake after being pressed out of the oven chamber, and preferably to simultaneously determine the position of a push rod of the coke ejecting machine, in each case preferably in real time. The samples and position values can serve the surface profile and / or to represent the surface course of the coke cake in the oven chamber or to reproduce. For this purpose, the control system according to the invention has, according to the device, at least one measuring device with which the surface of the coke cake can be scanned and / or the position of the push rod can be determined. According to the device, the control system according to the invention can have a correspondingly designed scanning device and / or position measuring device, which are coupled to the database and analysis device. As a result, the subsequent operating process of the coke oven operating device is controlled and / or regulated and correspondingly optimized from the previously determined course of the surface of the coke cake in the furnace chamber, taking into account the operating parameters of the associated operating process of the coke oven operating device. The result parameter of the coking process or the coking result can therefore be information and / or a measured value which relates to the finished coke cake or which can be determined from the measurement of the coke cake.
Darüber hinaus kann ein Ergebnisparameter auch abgeleitet werden aus dem Gewicht des Kokskuchens und/oder dem Gewicht von Koks, vorzugsweise vor dem Löschen des Kokses. Vorrichtungsgemäß ist eine entsprechend ausgebildete Gewichts-Meßeinrichtung mit der Datenbank- und Analyseeinrichtung gekoppelt. Darüber hinaus kann zur Ermittlung einer Sollwert- Vorgabe für einen Betriebsparameter eines nachfolgenden Befüllvorgangs vorgesehen werden, das Gewicht der in die Ofenkammer beim vorangegangenen Befüll- Vorgang eingefüllten Kohle mit dem Gewicht des im vorangegangenen zugehörigen Verkokungsvorgang hergestellten ungelöschten Kokses zu vergleichen bzw. die Gewichtsdaten zu korrelieren. Aus dieser Korrelation können Rückschlüsse auf das Ergebnis des Verkokungsvorgangs in Abhängigkeit von den gewählten Betriebsparametern des zugehörigen vorangegangenen Befüll- Vorgangs abgeleitet werden. Erfüllt das Verkokungsergebnis nicht die Vorgaben, so kann eine Änderung eines oder mehrerer S ollwert- Vorgaben für Betriebsparameter des Befullvorgangs vorgesehen werden.In addition, a result parameter may also be derived from the weight of the coke cake and / or the weight of coke, preferably before the coke is extinguished. According to the device, a correspondingly designed weight-measuring device is coupled to the database and analysis device. In addition, in order to determine a target value specification for an operating parameter of a subsequent filling operation, it is possible to compare the weight of the coal introduced into the furnace chamber during the preceding filling process with the weight of the uncapped coke produced in the preceding coking process or to correlate the weight data , From this correlation conclusions can be drawn on the result of the coking process as a function of the selected operating parameters of the associated previous filling operation. If the coking result does not meet the specifications, a change in one or more setpoint specifications for operating parameters of the filling process may be provided.
Darüber hinaus können bei der Ermittlung der Sollwert- Vorgabe individuelle Daten einer Ofenkammer berücksichtigt werden. Sämtliche Öfen können aufgrund der Baugröße der Anlage und der Betriebstemperaturen im Laufe der Lebensdauer der Anlage starke individuelle Abweichungen aufweisen. Da diese Veränderungen langsam im laufenden Betrieb stattfinden, können steuerungstechnische und regelungstechnische Eingriffe vorzugsweise auch in Abhängigkeit des individuellen Ofens erfolgen. Aufgrund der starken Abwei- chungen zwischen den Ofenkammern eines Koksofens ist darüber hinaus vorzugsweise vorgesehen, daß für jede Ofenkammer des Koksofens individuell eine Sollwert-Vorgabe ermittelt wird.In addition, individual data of a furnace chamber can be taken into account when determining the target value specification. All ovens may be damaged due to the size of the system and the operating temperatures in the course of Lifetime of the system have strong individual deviations. Since these changes take place slowly during operation, control technology and control engineering interventions can preferably also be carried out as a function of the individual furnace. Due to the great deviations between the furnace chambers of a coke oven, it is moreover preferably provided that a nominal value specification be determined individually for each furnace chamber of the coke oven.
Die Sollwert-Vorgabe für einen Betriebsparameter eines nachfolgenden Be- triebsvorgangs kann in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter des Verkokungsvorgangs ermittelt werden. Dies trägt zur weiteren Optimierung des Betriebsvorgangs bei und ermöglicht die direkte Korrelation zwischen den Betriebsdaten der Koksofenbedienungseinrichtung und den Betriebsdaten der Ofenkammern bzw. des Verkokungsofens.The desired value specification for an operating parameter of a subsequent operating process can be determined as a function of at least one operating parameter of the coking process. This contributes to further optimization of the operation and enables the direct correlation between the operation data of the coke oven operation means and the operation data of the furnace chambers and the coking furnace, respectively.
Soll der Betriebsparameter eines Befüllvorgangs ermittelt werden, so kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Füllhöhe und/oder der Schüttungs- verlauf einer Kohleschüttung in der Ofenkammer ermittelt werden. Der nachfolgende Befüllvorgang wird dann unter anderem in Abhängigkeit von der Füllhöhe und/oder dem Schüttungsverlauf gesteuert und/oder geregelt. Vorzugsweise kann die Füllhöhe und der Schüttungsverlauf der Kohle in der Ofenkammer kontinuierlich während des Befüllvorgangs gemessen und entsprechend bei der Steuerung und/oder Regelung des aktuellen Befüllvorgangs berücksichtig werden. Vorrichtungsgemäß weist das erfindungsgemäße Steue- rungssystem entsprechend ausgebildete Meßeinrichtungen auf, auf die nachfolgend noch eingegangen wird.If the operating parameter of a filling process is to be determined, it can be provided according to the invention that the fill level and / or the bulk flow of a coal charge in the furnace chamber are determined. The subsequent filling process is then controlled and / or regulated, inter alia, as a function of the filling level and / or the bulk flow. Preferably, the filling level and the course of the charge of the coal in the furnace chamber can be measured continuously during the filling process and taken into account correspondingly in the control and / or regulation of the current filling operation. According to the device, the control system according to the invention has correspondingly designed measuring devices, which will be discussed below.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise auch für eine Positioniereinrichtung, z.B. einen Türausheber, und/oder zur Feinpositionie- rung der Koksofenbedienungsmaschine bzw. -einrichtung eingesetzt werden. Die Positionierung der Positioniereinrichtung und/oder der Gesamtmaschine kann dabei auf der Grundlage des Positionierungserfolges einer Reihe von vorangegangenen Positioniervorgängen erfolgen. Vorzugsweise werden dabei die jeweils jüngsten Positionierergebnisse zusammen mit den entsprechenden Betriebsparametern der jüngsten Positioniervorgänge am stärksten gewichtet und bei der Ermittlung der Betriebsparameter für einen nachfolgenden Posi- tionierungsvorgang am stärksten berücksichtigt. Tritt ein Positionierfehler auf, so kann die Positioniereinrichtung und/oder die Koksofenbedienungsmaschine beispielsweise durch Zufallswerte gesteuert eine automatische Neupositionierung mit geringfügig geänderten Betriebsparametern ausführen und/oder die Assistenz durch einen Bediener anfordern. Der Bediener kann dann eine manuelle Neupositionierung der Positioniereinrichtung und/oder Koksofenbedienungsmaschine durchführen, welche am stärksten gewichtet wird. Dadurch ist es möglich, das Erfahrungswissen des Bedieners in besonders hohem Maße bei der Ermittlung des Betriebsparameters für einen nachfolgenden Positionie- rungsvorgang der Positionierungseinrichtung zu berücksichtigen. Die vorgenannten Aussagen lassen sich selbstverständlich auch auf andere Koksofenbedienungseinrichtungen übertragen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß im laufenden Betrieb eine dynamische Anpassung der Positionierungen der Koksofenbedienungseinrichtungen und/oder der Koksofen- bedienungsmaschinen an die Veränderungen des Koksofens nahezu automatisch, vorzugsweise selbstlernend und auf der Grundlage von gespeichertem Erfahrungswissen für jede Ofenkammer des Koksofens individuell durchgeführt werden kann.The method according to the invention can also be advantageously used for a positioning device, eg a door release, and / or for fine positioning of the coke oven operating machine or device. The positioning of the positioning device and / or the overall machine can be carried out on the basis of the positioning success of a series of preceding positioning operations. Preferably, the most recent positioning results, together with the corresponding operating parameters of the most recent positioning operations, are most heavily weighted and in the determination of the operating parameters for a subsequent position. tion process is considered the most. If a positioning error occurs, then the positioning device and / or the coke oven operating machine can execute, for example by random values, an automatic repositioning with slightly changed operating parameters and / or request assistance from an operator. The operator may then perform manual repositioning of the positioning device and / or coke oven operator, which is most heavily weighted. This makes it possible to take into account the experiential knowledge of the operator to a particularly high degree when determining the operating parameter for a subsequent positioning process of the positioning device. The aforementioned statements can of course be transferred to other coke oven control devices. The method according to the invention has the advantage that during operation a dynamic adaptation of the positioning of the coke oven operating devices and / or the coke oven operating machines to the changes in the coke oven is carried out almost automatically, preferably self-learning and on the basis of stored empirical knowledge for each furnace chamber of the coke oven can.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß auf der Grundlage der Betriebsparameter und/oder der Ergebnisparameter und/oder der Korrelationen ein Auswertungsprotokoll der vorangegangenen Betriebs- und/oder Verkokungsvorgänge erstellt wird. Dieses Auswertungsprotokoll kann ofenspezifisch erstellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, Auswertungsproto- kolle in ein Datennetz zu übertragen, über das ein Austausch der Auswertungsprotokolle vorzugsweise in Form von XML-Daten vorgesehen sein kann. Insbesondere können Rechnereinrichtungen der Koksofenbedienungsmaschinen miteinander über geeignete Datenbanksysteme vernetzt werden, so daß der Betreiber einer Kokerei in der Lage ist, die in den Auswertungsprotokol- len enthaltenen Daten mit einer Ofensteuerung des Koksofens zu verknüpfen, um weitere Optimierungseffekte im Betrieb zu erzielen.Moreover, it can be provided according to the invention that an evaluation protocol of the preceding operating and / or coking processes is created on the basis of the operating parameters and / or the result parameters and / or the correlations. This evaluation log can be created on a furnace-specific basis. In addition, it is possible to transfer evaluation protocols to a data network via which an exchange of the evaluation protocols can preferably be provided in the form of XML data. In particular, computer facilities of the coke oven operating machines can be networked with one another via suitable database systems, so that the operator of a coking plant is able to link the data contained in the evaluation protocols with a furnace control of the coke oven in order to achieve further optimization effects during operation.
Jedes der vorgenannten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch eine entsprechende konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuerungssystems ausgeführt werden, ohne daß dies im einzelnen erläutert worden ist. Dazu weist das Steuerungssystem entsprechende Einrichtungen auf, die gegenständlich durch das jeweilige Verfahrensmerkmal definierbar sind.Each of the aforementioned features of the method according to the invention can be carried out by a corresponding structural design of the control system according to the invention, without this having been explained in detail. For this purpose, the control system has corresponding facilities on, which are representable by the respective process feature definable.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung exemplarisch be- schrieben, ohne die Erfindung dadurch auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform zu beschränken.The invention will now be described by way of example with reference to the drawing, without thereby limiting the invention to the embodiment shown in the drawing.
In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes System 1 zur erfahrensbasierten Steuerung und/oder Regelung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedie- nungseinrichtung bzw. -maschine am Beispiel eines Befilllvorgangs einer Mehrzahl von Befülleinrichtungen 2 eines nicht im einzelnen dargestellten Füllwagens zur Befüllung einer Ofenkammer 3 eines Koksofens dargestellt. Das System 1 weist eine Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 und eine Steuerungseinrichtung 5 auf, die mit der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 gekoppelt ist. Das erfindungsgemäße System 1 ermöglicht die Optimierung des Befüllvorgangs der Ofenkammer 3 unter Berücksichtigung der zumeist elektronisch gewonnenen Einflüsse und Ergebnisse des Verkokungsprozesses. Dies setzt ein intensives und enges Zusammenspiel aller am Prozeß beteiligten Maschinen voraus. Hinzu kommt die Notwendigkeit, einmal gewonnene In- formationen in gewichteter und "selbstlernender" Form als Sollwert- Vorgaben 6 wieder elektronisch in den Prozeß zurückfließen zu lassen.In the drawing, an inventive system 1 for process-based control and / or control of an operating process Koksofenbedie- a device or machine using the example of a Befilllvorgangs a plurality of filling 2 of a filling carriage not shown in detail for filling a furnace chamber 3 of a coke oven shown. The system 1 has a database and analysis device 4 and a control device 5, which is coupled to the database and analysis device 4. The system 1 according to the invention makes it possible to optimize the filling process of the oven chamber 3, taking into account the mostly electronically obtained influences and results of the coking process. This requires an intensive and close interaction of all machines involved in the process. Added to this is the necessity of once again returning information in weighted and "self-learning" form as setpoint specifications 6 to be electronically returned to the process.
In dem erfindungsgemäßen System 1 übernimmt die Steuerungseinrichtung 5 die direkte Echtzeitsteuerung des gesamten Befüllvorgangs. Die Steuerungs- einrichtung 5 erhält von der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 Sollwert- Vorgaben 6 aus der Korrelation wenigstens eines Betriebsparameters 7 eines vorangegangenen Befüllvorgangs der Befülleinrichtungen 2 zur Befüllung der Ofenkammer 3 und wenigstens eines Ergebnisparameters 8 des dem Befüll- vorgang der Befülleinrichtungen 2 zugeordneten vorangegangenen Verko- kungsvorgangs von Kohle in der Ofenkammer 3. Auf der Grundlage der Sollwert-Vorgabe 6 und Prozeßparametern 9 des nachfolgenden Befüllvorgangs, bei denen es sich um kohlespezifische Parameter handeln kann, wird von der Steuerungseinrichtung 5 wenigsten ein Betriebsparameter 10 für den nachfolgenden Befüllvorgang zur Befüllung der Ofenkammer 3 ermittelt. Die Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 erfaßt Betriebsdaten bzw. Betriebsparameter 7 aus dem laufenden Betrieb der Befulleinrichtungen 2 und stellt diese in Relation zum Verkokungsergebnis, welches erst Stunden nach dem Ende des Befüllvorgangs vorliegen kann. Dabei wird eine Korrelation zumindest auf der Grundlage wenigstens eines Betriebsparameters 7 und wenigstens eines Ergebnisparameters 8 des Verkokungsvorgangs durchgeführt. Zur Ermittlung des Ergebnisparameters 8 des Verkokungsvorgangs kann die Oberfläche eines Kokskuchens 11 unmittelbar nach dem Ausdrücken des Kokskuchens 11 aus der Ofenkammer 3 abgetastet werden. Dazu ist eine Ab- tasteinrichtung 12 vorgesehen, bei der sich beispielsweise um eine Lasermeßeinrichtung handeln kann. Ein Abtastwert aus der Abtastung der Oberfläche des Kokskuchens 9 kann in Echtzeit an die Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 übertragen werden. Vorzugsweise wird der Abtastwert unmittelbar nach dem Ausdrücken des Kokskuchens 11 aus der Ofenkammer 3 ermittelt. Gleichzeitig kann vorgesehen sein, daß über eine Positionsmeßeinrichtung 13 die Position einer Ausdrückstange 13a eines ebenfalls nicht dargestellten Koksausdrückwagens wiederum in Echtzeit an die Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 übertragen wird. Aus den Abtastwerten und den Positionsmeßwerten ist es möglich, den früheren Verlauf der Oberfläche des Kokskuchens 11 in der Ofenkammer 3 vorzugsweise dreidimensional zu ermitteln. Als Ergebnisparameter 8 des Verkokungsvorgangs kann somit der Oberflächenverlauf des Kokskuchens 11 und ggf. dessen Volumen in der Ofenkammer 3 mit wenigstens einem Betriebsparameter 7 der Befülleinrichtung 2 korreliert werden, um auf Grundlage dieses Korrelationsergebnisses eine Sollwert- Vorgabe 6 für einen Betriebsparameter 10 des nachfolgenden Befüllvorgangs zu berechnen.In the system 1 according to the invention, the control device 5 takes over the direct real-time control of the entire filling process. The control device 5 receives setpoint specifications 6 from the database and analysis device 4 from the correlation of at least one operating parameter 7 of a preceding filling operation of the filling devices 2 for filling the furnace chamber 3 and at least one result parameter 8 of the preceding one associated with the filling process of the filling devices 2 Coking process of coal in the furnace chamber 3. On the basis of the setpoint specification 6 and process parameters 9 of the subsequent filling process, which may be coal-specific parameters, the control device 5 at least an operating parameter 10 for the subsequent filling process for filling the furnace chamber 3 determined. The database and analysis device 4 detects operating data or operating parameters 7 from the current operation of the Befulleinrichtungen 2 and puts them in relation to the coking result, which can be present only hours after the end of the filling. In this case, a correlation is carried out at least on the basis of at least one operating parameter 7 and at least one result parameter 8 of the coking process. To determine the result parameter 8 of the coking process, the surface of a coke cake 11 can be scanned immediately after the expression of the coke cake 11 from the oven chamber 3. For this purpose, a scanning device 12 is provided, which may be, for example, a laser measuring device. A sample from the sampling of the surface of the coke cake 9 can be transmitted in real time to the database and analysis device 4. Preferably, the sample is determined immediately after the expression of the coke cake 11 from the oven chamber 3. At the same time, it can be provided that the position of a push rod 13a of a coke pushing carriage, also not shown, is again transmitted in real time to the database and analysis device 4 via a position measuring device 13. From the samples and the Positionsmeßwerten it is possible to determine the earlier course of the surface of the coke cake 11 in the furnace chamber 3 preferably three-dimensional. As a result parameter 8 of the coking process, the surface course of the coke cake 11 and possibly its volume in the furnace chamber 3 can thus be correlated with at least one operating parameter 7 of the filling device 2, based on this correlation result, a desired value specification 6 for an operating parameter 10 of the subsequent filling process to calculate.
Darüber hinaus können bei der Korrelation des Ergebnisparameters 8 und des Betriebsparameters 7 der Befulleinrichtungen 2 weitere Parameter 14 berück- sichtigt werden, die sich auf die Sollwert- Vorgabe 6 entsprechend auswirken können. Bei den weiteren Parametern 14 kann es sich beispielsweise um Betriebsparameter und/oder Prozeßparameter des Verkokungsvorgangs handeln. Insbesondere können Steuerungsinformationen der Ofensteuerung in die Berechnungen der Sollwert- Vorgaben 6 einfließen. Darüber hinaus kann als wei- terer Ergebnisparameter des Verkokungsvorgangs das Gewicht des Kokskuchens und/oder das Gewicht von Koks ermittelt werden, vorzugsweise im un- gelöschten Zustand des Kokses. Damit ist es möglich, das Gewicht der in die Ofenkammer 3 eingefüllten Kohle mit dem Gewicht des noch ungelöschten Kokses zu vergleichen, wodurch ebenfalls wichtige Rückschlüsse auf das Ergebnis des Verkokungsvorgangs möglich sind. Werden diese Informationen von der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 erfaßt, werden sie Teil der Prozeßerfahrungen. Daneben können als weitere Parameter 14 ofenspezifische Parameter von der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 erfaßt werden.In addition, in the correlation of the result parameter 8 and the operating parameter 7 of the filling devices 2 further parameters 14 can be taken into account, which can have a corresponding effect on the setpoint specification 6. The further parameters 14 may be, for example, operating parameters and / or process parameters of the coking process. In particular, control information of the furnace control can be included in the calculations of the setpoint specifications 6. In addition, as a further result parameter of the coking process, the weight of the coke cake and / or the weight of coke can be determined, preferably in the case of coke. cleared state of the coke. Thus, it is possible to compare the weight of the filled into the furnace chamber 3 coal with the weight of the still uncalcined coke, which also important conclusions about the result of the coking process are possible. If this information is acquired by the database and analysis device 4, they become part of the process experience. In addition, furnace-specific parameters of the database and analysis device 4 can be detected as further parameters.
Die zur Ermittlung der Sollwert- Vorgabe 6 notwendigen Berechnungen erfol- gen in der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4. Dabei können Methoden der künstlichen Intelligenz, selbstlernende Algorithmen oder Fuzzy-Logic zur Anwendung kommen. Nicht im einzelnen dargestellt ist, daß es das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise vorsieht, Sollwert- Vorgaben 6 bzw. die entsprechenden Korrelationen zu wichten. Dabei kann vorgesehen sein, daß eine Sollwert-Vorgabe 6 für einen nachfolgenden Befüllvorgang auf der Grundlage gewichteter S ollwert- Vorgaben 6 vorangegangener Befüll- und/oder Verkokungsvorgänge ermittelt bzw. berechnet wird, wobei diese "historischen" Informationen in der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 hinterlegt sind. Die Sollwert- Vorgabe(n) 6 des letzten Befüll- und/oder Verko- kungsvorgangs können dann zusammen mit gewichteten S ollwert- Vorgaben 6 weiter vorangegangener Befüll- bzw. Verkokungsvorgänge in die Berechnungen der Sollwert- Vorgabe 6 für den unmittelbar nachfolgenden Befüllvorgang einfließen. Hier ist es auch möglich, das Ergebnisse des Verkokungsvorgangs oder auch Parameter für die Steuerung des kommenden Verkokungsvorgangs, wie beispielsweise die eingefüllte Kohlemenge, deren Feuchtigkeit oder dergleichen, über eine optionale elektronische Schnittstelle direkt von der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 an eine Ofensteuerung des Ofens 3 weiterzugeben. Grundsätzlich werden die jeweils jüngsten Sollwert- Vorgaben 6 mit der höchsten Gewichtung in die Berechnung der Sollwert- Vorgabe 6 für den nachfolgenden Befüllvorgang einbezogen, sofern während dieser Vorgänge keine außergewöhnlichen Betriebsstörungen mit Einfluß auf das Betriebs- und/oder Verkokungsergebnis registriert werden konnten.The calculations necessary for determining the desired value specification 6 take place in the database and analysis device 4. Artificial intelligence methods, self-learning algorithms or fuzzy logic can be used for this. It is not shown in detail that it preferably provides the method according to the invention to weight setpoint specifications 6 or the corresponding correlations. It can be provided that a desired value specification 6 is determined or calculated for a subsequent filling process on the basis of weighted nominal value specifications 6 of preceding filling and / or coking processes, this "historical" information being stored in the database and analysis device 4 are deposited. The setpoint specification (s) 6 of the last filling and / or coking process can then be included together with weighted setpoint specifications 6 of further preceding filling or coking operations in the calculations of the setpoint specification 6 for the immediately following filling process. Here it is also possible, the results of the coking process or parameters for the control of the upcoming coking process, such as the amount of coal filled, their moisture or the like, via an optional electronic interface directly from the database and analysis device 4 to a furnace control of the furnace. 3 pass. In principle, the most recent nominal value specifications 6 with the highest weighting are included in the calculation of the nominal value specification 6 for the subsequent filling process, provided that during these processes no unusual malfunctions with influence on the operating and / or coking result could be registered.
Die Sollwert- Vorgaben 6 werden an das Steuerungssystem 5 übertragen, das vorzugsweise am oder auf einem nicht im einzelnen dargestellten Befüllwa- gen vorgesehen sein kann. Das Steuerungssystem 5 ist in diesem Zusammen- hang ausgebildet für die direkte Echtzeitsteuerung des gesamten Befüllvor- gangs. Dabei ist erfmdungsgemäß vorzugsweise weiter vorgesehen, daß die Sollwert- Vorgabe 6, die das Steuerungssystem 5 von der Datenbank- und Analyseeinrichtung 4 erhält und welche individuell für die betreffende Ofen- kammer 3 gespeichert ist, mit Prozeßparametern und/oder Betriebsparametern des nachfolgenden Betriebsvorgangs, nämlich beispielsweise mit aktuellen Momentanwerten, welche auf den Prozeß Einfluß nehmen können, wie z. B. die Feuchte der Kohle, die Körnung oder das spezifische Gewicht, zur Ermittlung des Betriebsparameters 10 des nachfolgenden Befüllvorgangs korreliert wird. Der Betriebsparameter 10 wird vorzugsweise an eine Steuereinheit, beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung, zur Steuerung der Be- fülleinrichtungen 2 übertragen.The desired value specifications 6 are transmitted to the control system 5, which may preferably be provided on or on a filling carriage (not shown in detail). The control system 5 is in this context trained for direct real-time control of the entire Befüllvor- gang. According to the invention, it is preferably further provided that the setpoint specification 6, which receives the control system 5 from the database and analysis device 4 and which is stored individually for the relevant furnace chamber 3, with process parameters and / or operating parameters of the subsequent operation process, namely For example, with current instantaneous values, which can influence the process, such. As the moisture of the coal, the grain size or the specific gravity is correlated to determine the operating parameter 10 of the subsequent filling process. The operating parameter 10 is preferably transmitted to a control unit, for example a programmable logic controller, for controlling the filling devices 2.
Zur weiteren Optimierung des Befüllvorgangs kann vorgesehen sein, daß vor- zugsweise während des Befüllvorgangs die Füllhöhe und/oder der Schüt- tungsverlauf einer Kohleschüttung in der Ofenkammer 3 ermittelt werden. Dadurch ist es möglich, in Abhängigkeit von Betriebsparametem eines laufenden Befüllvorgangs den laufenden Befüllvorgang zu steuern und/oder zu regeln und zu optimieren. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, daß die Füllhöhe und/oder der Schüttungsverlauf der Kohleschüttung in der Ofenkammer 3 nach Beendigung eines vorangegangenen Befüllvorgangs ermittelt und dann als Ergebnisparameter des Befüllvorgangs bei der Berechnung der Sollwert- Vorgabe für den nachfolgenden Befüllvorgang entsprechend berücksichtigt werden. Vorrichtungsgemäß weist das erfindungsgemä- ße System 1 dazu eine Abstandsmeßeinrichtung 15 auf, die zur Messung des Abstandes der Oberfläche des Kokskuchens 11 zu einer Ofendecke 16 der Ofenkammer 3 ausgebildet ist. Die Abstandsmeßeinrichtungen 15 können vorzugsweise im Inneren von Befülltrichtern 17 des nicht im einzelnen dargestellten Füllwagens angeordnet sein. Darüber hinaus ist vorzugsweise vorge- sehen, daß am Kopf einer Planiereinrichtung 18 ein Kontaktsensor 19 angeordnet ist, der einen Kontakt zwischen der Planiereinrichtung 18 und der in die Ofenkammer 3 eingefüllten Kohle detektiert. Über eine Positionsmeßeinrichtung, die nicht im einzelnen dargestellt ist, können die Positionskoordinaten der Planiereinrichtung 18 bzw. der Ausfahr- oder Einfahrzustand der PIa- niereinrichtung 18 aus bzw. in die Ofenkammer 3 ermittelt werden. Aus den so erhaltenen Daten ist es möglich, den Oberflächenverlauf bzw. das Schüt- tungsprofil und die Füllhöhe der in die Ofenkammer 3 eingefüllten Kohle zu berechnen. Diese Daten können bei der Steuerung und/oder Regelung und der Optimierung eines laufenden Befüllvorgangs und/oder eines nachfolgenden Befüllvorgangs entsprechend berücksichtigt werden.In order to further optimize the filling process, it may be provided that the filling level and / or the course of a carbon charge in the furnace chamber 3 are preferably determined during the filling process. As a result, it is possible to control and / or regulate and optimize the current filling process as a function of operating parameters of a running filling operation. Of course, it can also be provided that the fill level and / or the bulk flow of the coal bed in the furnace chamber 3 is determined after completion of a previous filling and then considered as a result parameter of the filling process in the calculation of the setpoint specification for the subsequent filling. According to the invention, the system 1 according to the invention has a distance measuring device 15 for this purpose, which is designed to measure the distance of the surface of the coke cake 11 from a furnace roof 16 of the furnace chamber 3. The distance measuring devices 15 may preferably be arranged in the interior of filling funnels 17 of the filling carriage not shown in detail. In addition, it is preferably provided that a contact sensor 19 is arranged at the head of a leveling device 18, which detects a contact between the leveling device 18 and the coal filled in the furnace chamber 3. By means of a position measuring device, which is not shown in detail, the position coordinates of the leveling device 18 or the extension or retraction state of the piloting device 18 from or into the furnace chamber 3 can be determined. From the data obtained in this way, it is possible to determine the surface course or the profile profile and to calculate the filling level of the filled into the furnace chamber 3 coal. These data can be taken into account in the control and / or regulation and the optimization of a current filling and / or a subsequent filling process accordingly.
Die erfmdungsgemäß vorgesehene erfahrensbasierte Steuerung ermöglicht ein kontrolliertes Nachfüllen der Ofenkammer 3, vorzugsweise in Verbindung mit der erfahrensbasierten Steuerung der Bewegung der Planiereinrichtung 18, in Abhängigkeit von Betriebsumständen und weiteren externen Parametern. The process-based control provided according to the invention enables controlled refilling of the oven chamber 3, preferably in conjunction with the process-based control of the movement of the leveling device 18, as a function of operating conditions and other external parameters.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur erfahrensbasierten Steuerung und/oder Regelung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungseinrichtung, wobei die Koksofenbe- dienungseinrichtung zur Bedienung einer Mehrzahl von Ofenkammern (3) eines Koksofens ausgebildet ist und bei dem Betriebsvorgang der Koksofenbedienungseinrichtung eine Ofenkammer (3) bedient wird, vorzugsweise zur Steuerung und/oder Regelung eines Befüllvorgangs wenigstens einer Be- fülleinrichtung (2) eines Füllwagens zur Befüllung der Ofenkammern (3), wo- bei wenigstens ein Betriebsparameter (7) eines vorangegangenen Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungseinrichtung zur Bedienung der Ofenkammer (3) und wenigstens ein Ergebnisparameter (8) des dem Betriebsvorgang der Koksofenbedienungseinrichtung zugeordneten vorangegangenen Verkokungsvorgangs von Kohle in der Ofenkammer (3) korreliert werden und wo- bei in Abhängigkeit von der Korrelation eine S ollwert- Vorgabe (6) für wenigstens einen Betriebsparameter (10) eines nachfolgenden Betriebsvorgangs zur Bedienung der Ofenkammer (3) ermittelt wird.A method of process-based control and / or regulation of an operation of a coke oven operation device, wherein the coke oven operation means for operating a plurality of furnace chambers (3) of a coke oven is formed and in the operation of the coke oven operation means a furnace chamber (3) is operated, preferably for control and / or regulating a filling operation of at least one filling device (2) of a filling carriage for filling the furnace chambers (3), whereby at least one operating parameter (7) of a preceding operating process of the coke oven operating device for operating the furnace chamber (3) and at least one result parameter ( 8) of the preceding coking process of coal in the furnace chamber (3) associated with the operation of the coke oven operating device and wherein, depending on the correlation, a nominal value specification (6) for at least one operating parameter (10) of a subsequent operation iebsvorgangs to operate the oven chamber (3) is determined.
2. Verfahren zur erfahrensbasierten Steuerung und/oder Regelung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungseinrichtung, wobei die Koksofenbedienungseinrichtung zur Bedienung einer Mehrzahl von Ofenkammern (3) eines Koksofens ausgebildet ist und bei dem Betriebsvorgang der Koksofenbedienungseinrichtung eine Ofenkammer (3) bedient wird, vorzugsweise zur Steuerung und/oder Regelung eines Befüllvorgangs wenigstens einer Be- fülleinrichtung (2) eines Füllwagens zur Befüllung der Ofenkammern (3), wobei wenigstens ein Betriebsparameter (7) eines vorangegangenen Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungseinrichtung zur Bedienung der Ofenkammer (3) und wenigstens ein Ergebnisparameter des vorangegangenen Betriebsvor- gangs korreliert werden und wobei in Abhängigkeit von der Korrelation eine Sollwert- Vorgabe (6) für wenigstens einen Betriebsparameter (10) eines nachfolgenden Betriebsvorgangs zur Bedienung der Ofenkammer (3) ermittelt wird. 2. Method for process-based control and / or regulation of an operating process of a coke oven operating device, wherein the coke oven operating device is designed to operate a plurality of furnace chambers (3) of a coke oven and in the operation of the coke oven operating device a furnace chamber (3) is operated, preferably for controlling and / or regulation of a filling operation of at least one filling device (2) of a filling carriage for filling the furnace chambers (3), wherein at least one operating parameter (7) of a preceding operating process of the coke oven operating device for operating the furnace chamber (3) and at least one result parameter of the previous Betriebsvor- gang and, depending on the correlation, a desired value specification (6) for at least one operating parameter (10) of a subsequent operating process for operating the oven chamber (3) is determined.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Betriebsparameters (10) eines nachfolgenden Betriebsvorgangs die Sollwert- Vorgabe (6) mit wenigstens einem Prozeßparameter des nachfolgenden Betriebsvorgangs korreliert wird.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that for determining the operating parameter (10) of a subsequent operation, the setpoint specification (6) is correlated with at least one process parameter of the subsequent operation.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter (10) des nachfolgenden Betriebsvorgangs in Abhängigkeit von der Sollwert- Vorgabe (6) eines unmittelbar vorangegangenen Betriebsvorgangs bzw. Verkokungsvorgangs und wenigstens einer wei- teren Sollwert- Vorgabe (6) eines weiteren vorangegangenen Betriebsvorgangs bzw. Verkokungsvorgangs ermittelt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the operating parameter (10) of the subsequent operating operation in dependence on the setpoint specification (6) of an immediately preceding operation or coking process and at least one further setpoint default value (6) a further previous operation or coking is determined.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwert- Vorgaben (6) gewichtet werden und die Wichtung bei der Ermittlung des Betriebsparameters (10) des nachfolgenden Betriebs Vorgangs berücksichtigt wird und daß, vorzugsweise, die Sollwert- Vorgabe (6) des unmittelbar vorangegangenen Betriebsvorgangs am stärksten gewichtet wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that setpoint specifications (6) are weighted and the weighting in the determination of the operating parameter (10) of the subsequent operation process is taken into account and that, preferably, the setpoint specification (6) of the immediately preceding operation is most heavily weighted.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Störzustand während des vorangegangenen Betriebsvorgangs bei der Wichtung automatisch berücksichtigt wird und daß, vorzugsweise, nach dem Auftreten eines Störzustandes ein Betriebsvorgang automatisch oder manuell gesteuert erneut ausgeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a fault condition during the previous operation in the weighting is automatically taken into account and that, preferably, after the occurrence of a fault condition, an operation automatically or manually controlled again executed.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert-Vorgabe (6) aus einem manuell gesteuerten vorangegangenen Betriebsvorgang am stärksten gewichtet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the setpoint specification (6) from a manually controlled previous operation is most heavily weighted.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Sollwert- Vorgabe (6) ein Verfahren der künstlichen Intelligenz und/oder ein selbstlernender Algorithmus und/oder Fuzzy-Logic eingesetzt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for determining the setpoint specification (6), a method of artificial intelligence and / or a self-learning algorithm and / or fuzzy logic is used.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenverlauf eines beim Verkokungsvorgang herge- stellten Kokskuchens (11) in der Ofenkammer (3) vorzugsweise beim Ausdrückvorgang ermittelt wird und daß der Ergebnisparameter (8) auf den Ober- flächenverlauf bezogen ist.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface profile of a forth during coking process herge coke cake (11) in the oven chamber (3) is preferably determined during the ejection process and that the result parameter (8) is related to the surface course.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Kokskuchens (11) und/oder von Koks ermittelt werden, vorzugsweise vor dem Löschen des Kokses, und daß der Ergebnisparameter (8) auf das Gewicht des Kokskuchens (11) und/oder von Koks bezogen ist.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the weight of the coke cake (11) and / or coke are determined, preferably before deleting the coke, and that the result parameter (8) on the weight of the coke cake (11) and / or of coke.
11. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der in die Ofenkammer (3) beim vorangegangenen Befüllvorgang eingefüllten Kohle mit dem Gewicht des im vorangegangenen Verkokungsvorgang hergestellten ungelöschten Kokses zur Ermittlung der Sollwert- Vorgabe (6) korre- liert wird.11. The method according to claim 12, characterized in that the weight of the filled into the furnace chamber (3) during the previous filling coal with the weight of the uncooled coke produced in the previous coking process to determine the setpoint specification (6) is correlated.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert- Vorgabe (6) in Abhängigkeit von wenigstens einem ofenspezifischen Parameter ermittelt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the setpoint specification (6) is determined in dependence on at least one oven-specific parameter.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Ofenkammer (3) des Koksofens eine Sollwert- Vorgabe (6) individuell ermittelt wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for each furnace chamber (3) of the coke oven a setpoint specification (6) is determined individually.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die S ollwert- Vorgabe (6) in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter und/oder Prozeßparameter des Verkokungsvorgangs ermittelt wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the setpoint target value (6) is determined as a function of at least one operating parameter and / or process parameters of the coking process.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllhöhe und/oder der Schüttungsverlauf einer Kohleschüt- tung in der Ofenkammer (3) ermittelt werden und daß ein nachfolgender Befüllvorgang in Abhängigkeit von der Füllhöhe und/oder dem Schüttungsverlauf gesteuert und/oder geregelt wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the filling level and / or the bulk flow of a coal shoot in the furnace chamber (3) are determined and that a subsequent filling process depending on the filling level and / or the flow rate controlled and / / or regulated.
16. System (1) ausgebildet zur erfahrensbasierten Steuerung und/oder Regelung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einer Datenbank- und Analyseeinrichtung (4).16. System (1) designed for the process-based control and / or regulation of an operating process of a coke oven operating device according to one of the preceding claims, with at least one database and analysis device (4).
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungseinrichtung (5) vorgesehen ist und daß die Steuerungseinrichtung (5) mit der Datenbank- und Analyseeinrichtung (4) gekoppelt ist.17. System according to claim 16, characterized in that a control device (5) is provided and that the control device (5) with the database and analysis device (4) is coupled.
18. System nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Messeinrichtung (12, 13, 15, 19) vorgesehen ist und daß die Datenbank- und Analyseeinrichtung (4) und/oder die Steuerungseinrichtung (5) mit der Meßeinrichtung (12, 13, 15, 19) gekoppelt ist.18. System according to claim 16 or 17, characterized in that at least one measuring device (12, 13, 15, 19) is provided and that the database and analysis device (4) and / or the control device (5) with the measuring device (12 , 13, 15, 19) is coupled.
19. Verkokungssystem mit wenigstens einer Koksofenbedienungseinrichtung eines eine Vielzahl von Ofenkammern (3) aufweisenden Koksofens und mit wenigstens einem Steuerungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 19. coking system with at least one coke oven operating device of a plurality of furnace chambers (3) having coke oven and with at least one control system (1) according to one of the preceding claims.
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