燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程控制專(zhuān)家系統(tǒng).ppt

1、燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程控制專(zhuān)家系統(tǒng)許 滿(mǎn) 興,北京科技大學(xué)冶金研究中心 2005.6,一、前言 在燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程系統(tǒng)中，存在復(fù)雜的物理化學(xué)變化，既有燃料的燃燒，熱量的傳質(zhì)傳導(dǎo)，碳酸鈣等新相的生成及再結(jié)晶長(zhǎng)大，各種桿欖石（鐵桿欖石，鈣鐵桿欖石等）的生成，既有固相反應(yīng)，又有液相反應(yīng)，形成燒結(jié)過(guò)程工藝參數(shù)多變量，影響燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量因素多因子全方位，各參數(shù)和變量間關(guān)聯(lián)也密切復(fù)雜，存在著非線(xiàn)性，時(shí)超越時(shí)滯后，分布參數(shù)特性及種類(lèi)繁多的干擾，加上參數(shù)測(cè)量的不精確性及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的不穩(wěn)定性，造成基于傳統(tǒng)定量方法的數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用受到了一定的限制。總之一句話(huà)，由于燒結(jié)過(guò)程的復(fù)雜難以用數(shù)學(xué)模型方法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的目的。借助智能控制

2、（人工智能）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)過(guò)程的優(yōu)化控制，已是現(xiàn)代燒結(jié)過(guò)程電腦控制技術(shù)的發(fā)展方向。,智能控制方法可分為規(guī)劃控制，模糊控制，人工智能與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的智能控制、人機(jī)智能結(jié)合系統(tǒng)等九大類(lèi)，在燒結(jié)過(guò)程中，人工智能系統(tǒng)主要有模糊控制和專(zhuān)家系統(tǒng)兩大類(lèi)，而最主要是專(zhuān)家系統(tǒng)1。 早在八十年代初期，2日本已將人工智能技術(shù)用于燒結(jié)生產(chǎn)領(lǐng)域，1980年，日本川崎千葉廠(chǎng)就開(kāi)發(fā)了燒結(jié)操作指導(dǎo)系統(tǒng)（OGS），經(jīng)過(guò)近十幾年的發(fā)展，OGS燒結(jié)操作指導(dǎo)系統(tǒng)已發(fā)展成由一個(gè)主系統(tǒng)（能識(shí)別與透氣性，設(shè)備保護(hù)，產(chǎn)質(zhì)量有關(guān)的條件）和四個(gè)子系統(tǒng)組成的專(zhuān)家系統(tǒng)，其四個(gè)子系統(tǒng)分別為操作自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，燒結(jié)能量控制系統(tǒng)，給料閘門(mén)控制系統(tǒng)和化學(xué)成

3、分控制系統(tǒng)。1990年川崎水島廠(chǎng)也開(kāi)發(fā)了診斷型專(zhuān)家系統(tǒng)，可進(jìn)行燃結(jié)終點(diǎn)控制，設(shè)備保護(hù)和產(chǎn)質(zhì)量控制，該系統(tǒng)共有500條規(guī)則，1100步FORTRAN程序，應(yīng)用效果良好。目前日本燒結(jié)廠(chǎng)大多數(shù)都開(kāi)發(fā)了適合于本廠(chǎng)燒結(jié)控制的人工智能系統(tǒng)。,1990年澳大利亞的紐卡斯?fàn)柡涂喜祭蹮Y(jié)廠(chǎng)也應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，建立了專(zhuān)家系統(tǒng)并付諸應(yīng)用。 在我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)采用計(jì)算機(jī)控制開(kāi)始于1982年，首鋼燒結(jié)廠(chǎng)首先采用美國(guó)貝利公司的N-90網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立了原料、配料、燒結(jié)、除塵及篩分系統(tǒng)、報(bào)表及生產(chǎn)管理五個(gè)控制沾，投入使用后穩(wěn)定可靠3，此后，1985年9月和1991年7月相繼投產(chǎn)的寶鋼一燒和二燒工程，分別采用了日本橫河YOD

4、IC-1000小型過(guò)程控制計(jì)算機(jī)和日本三菱MELCOM-350/50-A2200型計(jì)算機(jī)，前者與儀表組成SPC控制系統(tǒng)，后者儀表和電氣采用三菱公司的MACTUB-620分散控制系統(tǒng)，組成一個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不僅對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程能進(jìn)行管理與控制，還能外圍進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，制表和CR-顯示，并且還能作最優(yōu)控制和適應(yīng)控制計(jì)算，以及對(duì)燒結(jié)模型的開(kāi)發(fā)。八十年代末即1988-1989年，我國(guó)太鋼、武鋼和鞍鋼新建的大型燒結(jié)機(jī)(180-393m2）也先后采用了美國(guó)貝利公司的N-90網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)燒結(jié)過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制和監(jiān)控，,重鋼1988年新建的105m2燒結(jié)機(jī)則采用了德國(guó)的兩門(mén)子公司T-M系統(tǒng)對(duì)配料和燒結(jié)進(jìn)行控制和監(jiān)控。以

5、上情況說(shuō)明計(jì)算機(jī)在我國(guó)燒結(jié)生產(chǎn)中有了應(yīng)用，但與世界先進(jìn)水平比，差距還很大，我國(guó)還僅停留在單個(gè)環(huán)節(jié)的控制，整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程還沒(méi)有形成控制過(guò)程。在我國(guó)采用人工智能控制燒結(jié)過(guò)程的研究，1992年才起步，中南工大和北科大開(kāi)始這方面的研究工作，“八五”期間，中南工大與鞍鋼合作，較成功地將專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn)控制。 二、燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程控制專(zhuān)家系統(tǒng)的組成 中南工業(yè)大學(xué)與鞍鋼聯(lián)合開(kāi)發(fā)的IEGS專(zhuān)家系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要包括智能接口、知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)和過(guò)程控制指導(dǎo)系統(tǒng)三部分。其中智能接口包括智能網(wǎng)絡(luò)接口和智能人機(jī)接口兩部分。 專(zhuān)家系統(tǒng)的核心是知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)兩個(gè)部分，下面對(duì)該兩部分作概括和必要介紹：,1、知識(shí)庫(kù) 燒結(jié)過(guò)程

6、控制的知識(shí)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、事實(shí)、數(shù)學(xué)模型、啟發(fā)性知識(shí)和元知識(shí)（元知識(shí)主要確定各 任務(wù)的求解順序），專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的各組成分述如下： 1.1數(shù)據(jù)庫(kù) 它存信者實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)是燒結(jié)過(guò)程控制的出發(fā)點(diǎn)，有的推量過(guò)程需要多個(gè)時(shí)刻的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如堿度（R）、燒結(jié)終點(diǎn)（BTP）等，有的只需要現(xiàn)在時(shí)刻的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，臺(tái)分壓（），料層原質(zhì)（H）等，均采用謂詞邏輯統(tǒng)一表達(dá)，例如：2小時(shí)等的堿質(zhì) 動(dòng)值為0.06，表示為data-befove（R、I、0.06）；又如：料層原質(zhì)為550mm表示為 data（H，550）。實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集后直接存儲(chǔ)在內(nèi)部動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)-里板中，慢時(shí)變和定常數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部數(shù)據(jù)庫(kù)中，因

7、此建主動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)便于調(diào)用。,1.2事實(shí)庫(kù) 它存儲(chǔ)反映生產(chǎn)狀況的動(dòng)態(tài)實(shí)和工藝特點(diǎn)，生產(chǎn)要求（初始狀態(tài)，中間結(jié)果和目標(biāo)結(jié)果）以及為系統(tǒng)推理服務(wù)靜態(tài)事實(shí)，也采用謂詞邏輯表達(dá)。例如：石灰混量大表示為fact（石灰石混量大），又如增加中和料流量，調(diào)用第2個(gè)數(shù)學(xué)換型來(lái)計(jì)算，調(diào)整系數(shù)為0.75,表示為：measure（增加中和料流量2，0.75）。隨時(shí)變化的動(dòng)態(tài)事實(shí)存儲(chǔ)在黑板中，以便于推理。靜態(tài)事實(shí)則存儲(chǔ)在獨(dú)立于程序的事實(shí)庫(kù)中，也可根據(jù)需要調(diào)用，專(zhuān)家系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)在內(nèi)存中單獨(dú)開(kāi)辟了一段緩沖區(qū)存放程序運(yùn)行中產(chǎn)生的事實(shí)，并劃分為兩種形式：（1）控制型：用于激活規(guī)則，它由接口文件讀入，或在程序初始化時(shí)設(shè)定，

8、或在運(yùn)行時(shí)由某一規(guī)則產(chǎn)生。 （2）臨時(shí)型：它在程序進(jìn)行中產(chǎn)生，用于在規(guī)則之間傳達(dá)過(guò)程數(shù)據(jù)。 1.3模型序 它存儲(chǔ)本系統(tǒng)中的各種數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型和元知識(shí)均采用過(guò)程表出，在啟發(fā)式知識(shí)規(guī)則中，存儲(chǔ)了模型的代碼，,在問(wèn)題求解過(guò)程中，啟動(dòng)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，隨時(shí)辨認(rèn)的時(shí)變模型，存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)模型庫(kù)中，定常模型則存儲(chǔ)在靜態(tài)模型庫(kù)中。 1.4規(guī)則庫(kù) 它存儲(chǔ)啟發(fā)性知識(shí)，是專(zhuān)家系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，主要用于判斷生產(chǎn)情況、分析原因和確定控制指導(dǎo)。每條規(guī)則都是一個(gè)精練的知識(shí)模塊，可對(duì)其進(jìn)行修改或替換而不影響其它規(guī)則。規(guī)則庫(kù)中的知識(shí)是由產(chǎn)生式規(guī)則、謂詞邏輯和過(guò)程三者綜合表示的。例如：若負(fù)壓太高，燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)報(bào)太滯后和

9、垂直燒結(jié)速度較低，而且臺(tái)車(chē)速度2.6m/min，那么判斷為：“透氣性差，機(jī)速快?！边@個(gè)知識(shí)表示為：Rule(3.13fact(“負(fù)壓太高”)，fact(燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)報(bào)太滯后)，fact(“垂直燒結(jié)速度較低”)，fact(“臺(tái)車(chē)速度2.6m/min)”) ,fact(“透氣性差，機(jī)速快”)。用這種方法表示知識(shí)，具有簡(jiǎn)捷性、模塊性、描述性和過(guò)程性等特點(diǎn)，既靈活地適應(yīng)實(shí)際情況的變化，又能達(dá)到解決復(fù)雜問(wèn)題的目的，目前，規(guī)則庫(kù)的容量已接近1000條規(guī)則。,2、推理機(jī) 專(zhuān)家系統(tǒng)的推理機(jī)是多級(jí)目標(biāo)推理機(jī)，總目標(biāo)推理機(jī)負(fù)責(zé)各級(jí)目標(biāo)之間的推理，級(jí)目標(biāo)推理機(jī)負(fù)責(zé)各級(jí)目標(biāo)的自身推理，它們之間通過(guò)黑板進(jìn)行信息交換。推理

10、機(jī)的作用是負(fù)責(zé)將事實(shí)與知識(shí)庫(kù)規(guī)則中的條件內(nèi)容通過(guò)搜索進(jìn)行模式匹配，若匹配成功，則根據(jù)規(guī)則的動(dòng)作部分的表達(dá)去工作。當(dāng)系統(tǒng)從已有的知識(shí)出發(fā)無(wú)法作出推理或作出推理有限時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入隨時(shí)動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)過(guò)程。 專(zhuān)家系統(tǒng)是在實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)狀態(tài)判斷、原因分析和控制指導(dǎo)等過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。專(zhuān)家系統(tǒng)的總目標(biāo)推理采用過(guò)程化推理，而每個(gè)級(jí)目標(biāo)推理所需的前提條件是已知且充分，所以各級(jí)目標(biāo)推理采用同一正向推理機(jī)。為了提高系統(tǒng)的搜索效率，研究和應(yīng)用了有限廣度優(yōu)先搜索策略。燒結(jié)過(guò)程控制專(zhuān)家系統(tǒng)的推理機(jī)結(jié)構(gòu)如圖。,推理機(jī) 3、智能燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制（IPC） 燒結(jié)過(guò)程的狀態(tài)控制，主要是控制熱狀態(tài)（也稱(chēng)溫度狀態(tài)）和透氣性狀態(tài)，由于

11、它們與工藝參數(shù)之間的關(guān)系很難用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，因此需要依靠燒結(jié)領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)去實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)過(guò)程的狀態(tài)控制。它包括燒結(jié)終點(diǎn)（BTP）預(yù)測(cè)和熱狀態(tài)控制，混合料透氣性狀態(tài)判斷和控制，以堿度（R）為中心的化學(xué)成分控制。,元 知 識(shí),確定各小任務(wù)的求解順序,黑板（內(nèi)部動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)）,狀態(tài)判斷 原因分析 控制指導(dǎo),正向推理機(jī),過(guò)程化推理機(jī),知 識(shí) 庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù) 事實(shí)庫(kù) 模型庫(kù) 規(guī)則庫(kù),三、以堿度為中心的化學(xué)成分控制專(zhuān)家系統(tǒng) 八十年代初，日本住友金屬公司開(kāi)發(fā)的根據(jù)物料平衡原理建立的燒結(jié)礦化學(xué)成分預(yù)報(bào)模型，存有運(yùn)算工作量大和成分控制的準(zhǔn)確性不夠不足。自適應(yīng)預(yù)報(bào)方法是根據(jù)大量隨時(shí)間變化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，用系統(tǒng)知識(shí)方法建

12、立的模型，并利用這些數(shù)據(jù)通過(guò)不斷修正模型的參數(shù)來(lái)適應(yīng)系統(tǒng)隨時(shí)間的變化，它既避免了機(jī)理建模的復(fù)雜性，又能反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 專(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)基于知識(shí)的智能推理系統(tǒng)，它具有在燒結(jié)領(lǐng)域?qū)＜壹?jí)水平工作的知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)和能力，通過(guò)推理作出智能決策，因此這樣建立起來(lái)的專(zhuān)家系統(tǒng)，可以解決用數(shù)學(xué)模型難以解決的問(wèn)題。將自適應(yīng)預(yù)報(bào)模型與專(zhuān)家系統(tǒng)相結(jié)合的燒結(jié)礦化學(xué)成分控制專(zhuān)家系統(tǒng)，既簡(jiǎn)明又準(zhǔn)確，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。 1、專(zhuān)家系統(tǒng)控制方案 燒結(jié)礦化學(xué)成分的控制具有如下特點(diǎn)：,（1）化學(xué)成分（FeO、S除外）的穩(wěn)定性主要受原料參數(shù)的影響，與狀態(tài)參數(shù)關(guān)系甚微。 （2）從配礦到成品礦的化學(xué)成分化驗(yàn)出結(jié)果，需要長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)，

13、存在著相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間滯后。 （3）工藝過(guò)程具有動(dòng)態(tài)復(fù)雜性和時(shí)變特性。 （4）化學(xué)成分之間有很大的相關(guān)性，某一成分發(fā)生變化會(huì)引起其它成分的改變，形成某一成分不能滿(mǎn)足要求，不一定是由于該成分本身變化引起的，往往是從其它方面去找原因，這就構(gòu)成了控制燒結(jié)礦化學(xué)成分的復(fù)雜性。 特點(diǎn)（1）說(shuō)明可通過(guò)物料平衡建立它們之間的數(shù)學(xué)模型；特點(diǎn)（2）和（3）說(shuō)明所建數(shù)學(xué)模型應(yīng)具有修正滯后性和動(dòng)態(tài)變化特性，應(yīng)采用現(xiàn)代控制理論，建立自適應(yīng)預(yù)報(bào)模型，對(duì)燒結(jié)礦的化學(xué)成分提前預(yù)報(bào)；特點(diǎn)（4）說(shuō)明燒結(jié)礦的化學(xué)成分難以用數(shù)學(xué)模型的方法解決，需要依靠專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，因此需采用數(shù)學(xué)模型與知識(shí)模型相結(jié)合的控制方法，建立基于自適應(yīng)預(yù)報(bào)化學(xué)

14、成分的專(zhuān)家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)礦化學(xué)成分的控制。,2、以堿度為中心的控制方針 2.1控制方針的提出：堿度（R）是燒結(jié)礦化學(xué)成分的基礎(chǔ)，也是影響燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的基本因素。對(duì)任何企業(yè)的燒結(jié)礦而言，只要堿度不同，燒結(jié)礦的化學(xué)成分均會(huì)發(fā)生變化，因此控制燒結(jié)礦的化學(xué)成分應(yīng)圍繞堿度這個(gè)中心。同時(shí)高爐的爐料結(jié)構(gòu)和高爐冶煉爐渣的特性也是基于堿度這個(gè)基本因素的，燒結(jié)礦堿度產(chǎn)生波動(dòng)，就必然會(huì)影響爐料組成和爐料質(zhì)量直至波及冶煉效果。 建立的堿度為中心的方針，是指燒結(jié)礦的化學(xué)成分控制以堿度為主，優(yōu)先滿(mǎn)足堿度的指標(biāo)要求，當(dāng)堿度滿(mǎn)足要求，其它成分未滿(mǎn)足要求時(shí)，可暫不作調(diào)整，若其它成分滿(mǎn)足要求，堿度未滿(mǎn)足要求時(shí)，必須要進(jìn)行調(diào)整。

15、 2.2控制方針的實(shí)施： 燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)主要由以上兩方面原因引起的：（1）由CaO含量的波動(dòng)引起，無(wú)論一次配料還是兩次配料CaO含量的波動(dòng)都是由于熔劑的下料量波動(dòng)引起的。,（2）由SiO2含量波動(dòng)引起，對(duì)于一次配料的系統(tǒng)主要由于精礦和富礦的流量波動(dòng)所引起；對(duì)于兩次配料的系統(tǒng)，一種情況是由于一次配料的抓料、配料不準(zhǔn)及混勻效果差等原因引起的，另一種情況是由于二次配料的混勻料下料量波動(dòng)所引起的。但無(wú)論哪種情況的波動(dòng)都會(huì)引起TFe含量的波動(dòng)。 精礦和富礦流量的波動(dòng)及混勻料流量的波動(dòng)都會(huì)引起FeO和MgO含量的波動(dòng)，F(xiàn)eO還受燃料配加量的影響，MgO含量受菱鎂石（白云石）流量的影響。以?xún)纱闻淞舷到y(tǒng)為例

16、，燒結(jié)礦化學(xué)成分的影響因素及相互關(guān)系如下圖所示：,燒結(jié)礦化學(xué)成分的影響因素及相互關(guān)系,堿度按以下原則控制：當(dāng)堿度波動(dòng)是由一次配料波動(dòng)所引起時(shí)，通過(guò)調(diào)整二次配料的石灰石配比實(shí)現(xiàn)對(duì)堿度的控制；當(dāng)堿度波動(dòng)是由二次配料的混勻料量或石灰石流量波動(dòng)引起時(shí)，相應(yīng)地調(diào)整混勻料配比或石灰配比，實(shí)現(xiàn)堿度的穩(wěn)定控制。 實(shí)現(xiàn)以堿度為中心的控制方針，采取以堿度的狀態(tài)及其變化趨勢(shì)（由過(guò)去值、現(xiàn)在值和將來(lái)值決定）為調(diào)整依據(jù)，以“保證合格品，力爭(zhēng)一級(jí)品”為調(diào)整原則的控制方法。具體做法： （1）預(yù)報(bào)堿度是一級(jí)品時(shí)，不作任何調(diào)整； （2）預(yù)報(bào)堿度為合格品時(shí)，根據(jù)堿度的過(guò)去值、現(xiàn)在值和將來(lái)值的變化趨勢(shì)，決定調(diào)整與否和調(diào)整幅度； （

17、3）預(yù)報(bào)堿度為出格品時(shí)，不論變化趨勢(shì)是否一致，必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的幅度根據(jù)堿度過(guò)去值，現(xiàn)在值和將來(lái)值所表現(xiàn)的變化趨勢(shì)來(lái)決定。,過(guò)程化推理,3、燒結(jié)礦化學(xué)成分控制專(zhuān)家系統(tǒng) 專(zhuān)家系統(tǒng)根據(jù)成分預(yù)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)信息，以及現(xiàn)在實(shí)測(cè)值和過(guò)去值，根據(jù)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行狀態(tài)判斷、原因分析和控制指導(dǎo)。 專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)采用了產(chǎn)生式規(guī)則、謂詞邏輯和過(guò)程表示相結(jié)合的知識(shí)表示模式，以及多庫(kù)結(jié)構(gòu)與多層次結(jié)構(gòu)相結(jié)合的組織形式；推理機(jī)采用過(guò)程化推理、正向推理和黑板相結(jié)合的混合推理控制策略以及有限廣度優(yōu)先搜索策略，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。,成 分 預(yù) 報(bào) 系 統(tǒng),黑 板,元 知 識(shí),狀態(tài)判斷,原因分析,控制指導(dǎo),正向推理,知 識(shí) 庫(kù)

18、,燒結(jié)礦化學(xué)成分控制專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),四、以透氣性為中心的燒結(jié)過(guò)程控制專(zhuān)家系統(tǒng) 長(zhǎng)期以來(lái)，燒結(jié)生產(chǎn)在很大程度上是由操作工藝經(jīng)驗(yàn)控制的，但由于操作者經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的差導(dǎo)、判斷能力的高低，責(zé)任感的強(qiáng)弱以及心理和環(huán)境眾多因素的影響，人工操作不可避免地會(huì)導(dǎo)致操作狀態(tài)的波動(dòng)，對(duì)燒結(jié)的產(chǎn)質(zhì)量造成不利影響，尤其燒結(jié)設(shè)備大型化后，這種影響就更為嚴(yán)重，因此，研究和開(kāi)發(fā)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)控制專(zhuān)家系統(tǒng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程的自動(dòng)化和規(guī)范化，達(dá)到燒結(jié)過(guò)程的最優(yōu)化，是極為重要和必要的。 1、燒結(jié)狀態(tài)控制專(zhuān)家系統(tǒng)方案 燒結(jié)過(guò)程的狀態(tài)主要包括熱狀態(tài)（也稱(chēng)溫度狀態(tài)）和透氣性狀態(tài)，其具有如下特點(diǎn)： （1）燒結(jié)過(guò)程熱狀態(tài)和透氣性狀態(tài)密切相關(guān)

19、，且它們都是影響燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)的主要因素。,（2）影響燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)的因素多且相互制約，原料條件、操作參數(shù)和設(shè)備參數(shù)等工藝參數(shù)都影響燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)。 特點(diǎn):（1）決定了燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制必須采取熱狀態(tài)和透氣性狀態(tài)綜合控制；（2）說(shuō)明燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制難以用數(shù)學(xué)模型描述，需要依靠燒結(jié)領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)燒過(guò)程的狀態(tài)控制。綜上分析，燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制應(yīng)以知識(shí)模型為主，建立熱狀態(tài)和透氣性狀態(tài)相結(jié)合的燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制專(zhuān)家系統(tǒng)。 2、透氣性為中心控制方針 2.1控制方針的提出： 燒結(jié)料層的溫度變化是料層物理化學(xué)變化的基礎(chǔ)，因此熱狀態(tài)是影響燒結(jié)過(guò)程的重要因素。描述和表達(dá)熱狀態(tài)最常用的參數(shù)是燒結(jié)終點(diǎn)。 透氣性

20、是燒結(jié)過(guò)程氣體通過(guò)料層的難易程度。氣體在燒結(jié)料層內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況及變化規(guī)律，決定著燒結(jié)過(guò)程的傳熱、傳質(zhì)和物理化學(xué)反應(yīng)，因此料層透氣性是燒結(jié)過(guò)程順利的決定因素，它直接影響燒結(jié)的產(chǎn)質(zhì)量。,透氣性好壞影響著燒結(jié)終點(diǎn)的穩(wěn)定：透氣性過(guò)好，燒結(jié)終點(diǎn)超前；透氣性差，燒結(jié)終點(diǎn)滯后。因此，只有改善和穩(wěn)定料層透氣性，才能穩(wěn)定燒結(jié)終點(diǎn)，進(jìn)行穩(wěn)定燒結(jié)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程優(yōu)化（產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗），所以燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制應(yīng)以透氣性為中心。 以透氣性為中心的控制方針就是燒結(jié)過(guò)程控制以透氣性為主，即透氣性好時(shí)穩(wěn)定控制燒結(jié)終點(diǎn)；當(dāng)透氣性差時(shí)，首先改善透氣性，同時(shí)考慮穩(wěn)定燒結(jié)終點(diǎn)。 2.2控制方針的實(shí)施 根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)垂直燒結(jié)速度（VI）較高，燒結(jié)終點(diǎn)（BTP）預(yù)報(bào)值超前和主管負(fù)壓（P）較低時(shí)，透氣性好；當(dāng)VI較低，BTP預(yù)報(bào)值滯后和P較高時(shí)，透氣性差?；谶@些，建立通過(guò)VI，BTP和P綜合判斷透氣性的規(guī)則庫(kù)。,當(dāng)透氣性好時(shí)，主要通過(guò)調(diào)整臺(tái)車(chē)速度和料層厚度來(lái)穩(wěn)定燒結(jié)終點(diǎn)；當(dāng)透氣性差時(shí)，一方面通過(guò)控制混合料水分（改變制粒狀態(tài)）、混合料溫度和焦粉配比（改變熱狀態(tài)）改善料層透氣性，同時(shí)要調(diào)整臺(tái)車(chē)速度和料層厚度穩(wěn)定燒結(jié)終點(diǎn)。 3、燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制專(zhuān)家系統(tǒng) 3.1知識(shí)表述和知識(shí)庫(kù)組織 燒結(jié)過(guò)程狀態(tài)控制的知識(shí)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、事實(shí)、數(shù)學(xué)模型，啟發(fā)性知識(shí)和元知識(shí)等五類(lèi)知識(shí)，這些知識(shí)的多樣性和復(fù)雜性以及不同類(lèi)型知識(shí)表示