專利名稱：高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐煉鐵的過程跟蹤管理方法。
背景技術(shù)：
高爐煉鐵是一個復雜的物理化學過程，該過程可大致描述為自爐體 上部裝入鐵礦石、燃料和溶劑；從爐體下部鼓入高溫富氧空氣燃燒燃料， 產(chǎn)生大量高溫還原性氣體向上運動；爐體上部的爐料在下降過程中經(jīng)過加 熱、還原、熔化、造渣等一系列過程，最終生成液態(tài)爐渣和鐵水經(jīng)過鐵口 排出高爐。其中的稱量上料過程，是保證高爐爐況、爐渣性能的重要手段， 對于保持爐況平穩(wěn)運行具有重要意義。
現(xiàn)代大中型高爐的稱量上料設(shè)備請參閱圖l。礦槽ll儲存礦石(包括燒 結(jié)礦、塊礦、球團礦雜礦等)，焦槽12儲存焦炭，兩者均由皮帶及時補給， 總是處于正常料位水平。在一些生產(chǎn)環(huán)境， 一個或多個礦槽ll將礦石排放 至一個礦中間料斗21， 一個或多個焦槽12將焦炭排放至一個焦中間料斗22。 礦中間料斗21和焦中間料斗22再分別將礦石和焦炭排放至上料傳送帶30 上，傳送至高爐40內(nèi)。礦槽11和焦槽12的底部安裝有稱量裝置(未圖示)， 可以稱量該礦槽11或焦槽12每次排放的礦石或焦炭的重量。另一種生產(chǎn)環(huán) 境，不存在中間料斗，礦槽11將礦石直接排放到上料傳送帶30上，焦槽12 將焦炭直接排放到上料傳送帶30上，再傳送至高爐內(nèi)。
目前高爐煉鐵在基礎(chǔ)自動化級(Ll級)層面已經(jīng)較為成熟，由PLC (可編程邏輯控制器)等組成的控制器可以對高爐稱量上料的生產(chǎn)過程進行控制?？墒窃谶^程控制級(L2級)層面上，由于不同的生產(chǎn)環(huán)境具有不同的 高爐設(shè)備、操作流程和管理要求，因此實現(xiàn)方法不盡相同，通常是根據(jù)具 體的生產(chǎn)環(huán)境進行現(xiàn)場定制。這使得過程控制級的過程跟蹤方法的開發(fā)效 率低，并且不能在其他生產(chǎn)環(huán)境重復利用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐稱量上料的過程跟蹤管理 方法，該方法可以適應(yīng)各種生產(chǎn)環(huán)境。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法包括如下步驟第1步，過程控制系統(tǒng)以一個或多個礦槽每次同時排放礦石、或一個或 多個焦槽每次同時排放焦炭為一料次，采集或生成每一料次的編號、起始 時間、結(jié)束時間、每次排放的料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量；第2步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的一個或多個相同種類的料次為一料批， 采集或生成每一料批的編號；第3步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的兩個不同種類的料批為一料組，采集或 生成每一料組的編號；第4步，過程控制系統(tǒng)采集生產(chǎn)周期的起始信息和/或結(jié)束信息，采集 或計算得到生產(chǎn)周期的開始時間、結(jié)束時間、包含的料次或料批或料組的 數(shù)量，采集或生成每一周期的編號；第5步，過程控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中存儲如下內(nèi)容，并在人機界面提供査詢禾口顯示每一周期的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號 物料的重量，包含的料組的數(shù)量、編號和順序；每一料組的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料批的數(shù)量、編號和順序；每一料批的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號 物料的重量，包含的料次的數(shù)量、編號和順序；每一料次的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號 物料的重量，包含的料倉的數(shù)量和編號。本發(fā)明所述方法中，過程控制級(L2級)計算機系統(tǒng)主要任務(wù)是接收 Ll每次上傳的稱量上料過程的稱量狀態(tài)信號和稱量數(shù)據(jù)信號，即從Ll系 統(tǒng)接收稱量上料過程最小單位的稱量信息，進行稱量數(shù)據(jù)的歸并整理、稱 量信息的粒度整合，為現(xiàn)場操作人員和相關(guān)數(shù)學模型提供信息高度集成、 更加直接反映配料特性的稱量數(shù)據(jù)處理結(jié)果，為數(shù)學模型和操作人員便利 地利用上述信息及時做出相關(guān)的操作判定處理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。工作人 員可據(jù)此以周期、料組、料批或料次為單位對高爐稱量上料過程進行過程 跟蹤管理。對于高爐稱量上料過程中出現(xiàn)的緊急變料情況，本發(fā)明所述方 法可自動適應(yīng)而無須進行額外的人工干預。因此本發(fā)明可以滿足各種高爐 煉鐵環(huán)境，開發(fā)效率高，有利于提高項目實施質(zhì)量，縮短項目建設(shè)周期。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是現(xiàn)有的高爐稱量上料設(shè)備的示意圖； 圖2是本發(fā)明高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法流程圖。 圖中附圖標記為ll一礦槽；12 —焦槽；21—礦中間料斗；22 —焦中 間料斗；30—上料傳送帶；40 —高爐。
具體實施方式
請參閱圖1和圖2，本發(fā)明高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法包括如下 步驟第1步，過程控制系統(tǒng)以一個或多個礦槽ll每次同時排放礦石、或一個或多個焦槽12每次同時排放焦炭為一料次(st印或skip)，采集或生成每一料次的編號、起始時間、結(jié)束時間、每次排放的料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量；第2步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的一個或多個相同種類的料次為一料批 (batch),采集或生成每一料批的編號；第3步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的兩個不同種類的料批為一料組 (charge),采集或生成每一料組的編號；第4步，過程控制系統(tǒng)采集生產(chǎn)周期(matrix)的起始信息和/或結(jié)束 信息，采集或計算得到生產(chǎn)周期的開始時間、結(jié)束時間、包含的料次或料 批或料組的數(shù)量，采集或生成每一周期的編號；第5步，過程控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中存儲如下內(nèi)容，并在人機界面提供查 詢和顯示每一周期的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料組的數(shù)量、編號和順序；每一料組的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料批的數(shù)量、編號和順序；每一料批的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號 物料的重量，包含的料次的數(shù)量、編號和順序；每一料次的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號 物料的重量，包含的料倉的數(shù)量和編號。所述方法的第1步中，物料牌號是對每一種物料的編號，可以根據(jù)物 料牌號確定對應(yīng)的具體物料名稱、成分、性狀等。本說明書中，物料的類 型僅指礦石和焦炭兩大類。物料牌號則指具體哪一種礦石、哪一種焦炭的 更為細致、具體的分類。當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料次編號時，過程控制系統(tǒng)采集該料 次編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料次生成編號。當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料倉編號時，過程控制系統(tǒng)采集該料 倉編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料倉生成編號。當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一具體物料給出物料牌號時，過程控制 系統(tǒng)采集該物料牌號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一物料生成牌號。某些情況下，過程控制系統(tǒng)掌握著料倉編號與物料牌號的對應(yīng)關(guān)系。 這意味著只需知道其中一個，即可對應(yīng)地推出另一個。每次料倉排放的物料重量可由兩種方式獲得其一，由各料倉底部的 稱量設(shè)備(未圖示)稱量得到。其二，先由礦中間料斗21和焦中間料斗22底部的稱量設(shè)備(未圖示)稱量得到每一料次的物料總重量，再根據(jù)料次 與料倉的數(shù)量關(guān)系得到每一料倉的平均物料重量。所述方法的第2步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料批編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該料批編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料批生成編號。所述方法的第3步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料組編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該料組編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料組生成編號。所述方法的第4步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一周期編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該周期編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一周期生成編號。在高爐煉鐵生產(chǎn)中，礦石(包括燒結(jié)礦、球團礦、塊礦、石灰、白云 石、硅石等不同牌號的礦石)和焦炭是最主要的物料，需要的量最大。除 此之外，高爐煉鐵還需要一些相對而言量較少的添加劑。這些添加劑如果 分散在每一料次中添加，則每次添加的量都很少。通常是以若干料次或料 組為單位添加一次，這樣可以減少添加次數(shù)，提高每次添加量。在高爐煉 鐵生產(chǎn)中，將上述的若干料次或料組為一個生產(chǎn)周期，簡稱周期。生產(chǎn)周期的起始信息和結(jié)束信息包括周期編號、周期起始標志、周期 結(jié)束標志、周期內(nèi)料次或料組的循環(huán)序號的一種或多種。過程控制系統(tǒng)可 以根據(jù)生產(chǎn)周期的起始信息和/或結(jié)束信息，采集或計算得到生產(chǎn)周期的開 始時間、結(jié)束時間、包含的料次或料批或料組的數(shù)量。在L1級，對生產(chǎn)周期的轉(zhuǎn)換通常有以下幾種方式其一，為每個周期給予編號，當周期編號增加時，表示進入新的生產(chǎn) 周期。周期編號增加的時間即作為本次周期的開始時間和上個周期的結(jié)束時間。其二，為每個周期設(shè)置起始標志或結(jié)束標志，當發(fā)生起始標志時表示 進入新的生產(chǎn)周期，當發(fā)生結(jié)束標志時表示當前生產(chǎn)周期結(jié)束。發(fā)生起始 標志的時間即為周期的開始時間，發(fā)生結(jié)束標志的時間即為周期的結(jié)束時 間。其三，為每個周期內(nèi)的料次或料組建立循環(huán)使用的序號，例如每個周期包括32個料次，則循環(huán)序號為Ol、 02 32。當發(fā)現(xiàn)最開始的序號時，表 示進入新的生產(chǎn)周期。發(fā)現(xiàn)最開始的序號的時間即為周期的開始時間。這三種周期轉(zhuǎn)換的方式中，兩個相鄰的周期開始時間(或結(jié)束時間) 為一個周期的時長，本發(fā)明第l步中兩個相鄰的料次開始時間(或結(jié)束時間) 為一個料次的時長，兩者相除即可得到周期與料次的數(shù)量關(guān)系。在第三種 周期轉(zhuǎn)換方式中，還可根據(jù)料次或料組的循環(huán)序號得知周期與料次或料組 的數(shù)量關(guān)系。所述方法的第5步中，過程控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中所存儲的數(shù)據(jù)有些是 從基礎(chǔ)自動化級的控制器采集得到，有些是過程控制系統(tǒng)自行計算得到。最終在數(shù)據(jù)庫中存儲并可在人機界面(HMI)査詢和顯示的結(jié)果，不僅 包括周期、料組、料批、料次在數(shù)量、時間、編號和順序上的對應(yīng)關(guān)系， 還包括以周期、料組、料批、料次為單位計算的各類型物料和各牌號物料 的重量。對企業(yè)而言，以料組為單位統(tǒng)計的各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有特別重要的 意義。下面，以兩個具體的實施例對本發(fā)明所述方法進行詳細地說明。例一 一個高爐煉鐵生產(chǎn)環(huán)境，在L1級層面，控制器提供每個料次的 編號、起始時間、結(jié)束時間、料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量，還給生 產(chǎn)周期編號。
本例中，本發(fā)明所述方法包括如下步驟
第1步，過程控制系統(tǒng)直接從L1級控制器處采集每個料次的編號、起始 時間、結(jié)束時間、料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量；確定一個料次的時 長；
第2步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的一個或多個礦石料次、或連續(xù)的一個或
多個焦炭料次為一料批，為每一料批生成編號。
第3步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的兩個不同種類的料批為一料組，為每一 料組生成編號。料組中礦石、焦炭的先后順序由企業(yè)預先規(guī)定。
第4步，過程控制系統(tǒng)從L1級控制器處采集每個生產(chǎn)周期的編號，以每 次周期編號出現(xiàn)時間為本周期的起始時間和上一周期的結(jié)束時間，每一周 期中包含的料次、料批和料組的數(shù)量，為本周期的起始時間與下一周期的 起始時間期間所采集到的料次、料批和料組的數(shù)量。
第5步，過程控制系統(tǒng)計算周期、料組、料批、料次在數(shù)量、時間、 編號和順序上的對應(yīng)關(guān)系，并分別以料批、料組、周期為單位計算各牌號 和各類型物料的重量，存儲于數(shù)據(jù)庫中并在人機界面提供査詢和顯示。
例二 一個高爐煉鐵生產(chǎn)環(huán)境，在L1級層面，控制器提供每個料次的 起始時間、結(jié)束時間、料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量，還提供生產(chǎn)周 期所包含的料組的循環(huán)序號。本例中，本發(fā)明所述方法包括如下步驟
第1步，過程控制系統(tǒng)直接從L1級控制器采集每一料次的起始時間、結(jié) 束時間、料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量，為每一料次生成編號；
第2步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的一個或多個礦石料次、或連續(xù)的一個或 多個焦炭料次為一料批，為每一料批生成編號。
第3步，過程控制系統(tǒng)采集每一料組的編號，并根據(jù)料組與料次的數(shù)量 和順序的對應(yīng)關(guān)系，明確料組與料批、料次在數(shù)量和順序上的對應(yīng)關(guān)系；
第4步，過程控制系統(tǒng)從基礎(chǔ)自動化級的控制器采集每一生產(chǎn)周期內(nèi)料 組的循環(huán)序號，以首個序號出現(xiàn)時間為本周期的起始時間和上一周期的結(jié) 束時間，以每一周期內(nèi)料組的循環(huán)序號數(shù)量作為周期與料組的數(shù)量關(guān)系； 并為每一周期生成編號；
第5步，過程控制系統(tǒng)計算周期、料組、料批、料次在數(shù)量、時間、 編號和順序上的對應(yīng)關(guān)系，并分別以料批、料組、周期為單位計算各牌號 和各類型物料的重量，存儲于數(shù)據(jù)庫中并在人機界面提供查詢和顯示。
傳統(tǒng)的高爐稱量上料過程中，周期、料組、料批、料次的四級概念并 不完全，本發(fā)明則通過采集或計算補全的這四級的所有數(shù)據(jù)。工作人員可 據(jù)此以任一級對高爐稱量上料過程進行過程跟蹤管理。并且本發(fā)明自動判 斷料次、料批、料組，而非傳統(tǒng)的固定數(shù)量模式，尤其適應(yīng)生產(chǎn)過程中出 現(xiàn)的緊急變料情況(料組、料批、料次之間的數(shù)量關(guān)系臨時發(fā)生變化)而 無須人工干預。
權(quán)利要求
1.一種高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征是所述方法包括如下步驟第1步，過程控制系統(tǒng)以一個或多個礦槽每次同時排放礦石、或一個或多個焦槽每次同時排放焦炭為一料次，采集或生成每一料次的編號、起始時間、結(jié)束時間、每次排放的料倉數(shù)量和編號、物料牌號和重量；第2步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的一個或多個相同種類的料次為一料批，采集或生成每一料批的編號；第3步，過程控制系統(tǒng)以連續(xù)的兩個不同種類的料批為一料組，采集或生成每一料組的編號；第4步，過程控制系統(tǒng)采集生產(chǎn)周期的起始信息和/或結(jié)束信息，采集或計算得到生產(chǎn)周期的開始時間、結(jié)束時間、包含的料次或料批或料組的數(shù)量，采集或生成每一周期的編號；第5步，過程控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中存儲如下數(shù)據(jù)，并在人機界面提供如下數(shù)據(jù)的查詢和顯示每一周期的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料組的數(shù)量、編號和順序；每一料組的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料批的數(shù)量、編號和順序；每一料批的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料次的數(shù)量、編號和順序；每一料次的編號、起始時間、結(jié)束時間、各類型物料的重量、各牌號物料的重量，包含的料倉的數(shù)量和編號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征 是所述方法的第l步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料次編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該料次編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料次生成編號；當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料倉編號時，過程控制系統(tǒng)采集該料 倉編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料倉生成編號；當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一具體物料給出物料牌號時，過程控制 系統(tǒng)采集該物料牌號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一物料生成牌號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征 是所述方法的第2步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料批編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該料批編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料批生成編號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征 是所述方法的第3步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一料組編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該料組編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一料組生成編號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征 是所述方法的第4步中，當基礎(chǔ)自動化級的控制器為每一周期編號時，過 程控制系統(tǒng)采集該周期編號；否則，過程控制系統(tǒng)為每一周期生成編號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征 是所述方法的第4步中，所述生產(chǎn)周期的起始信息和/或結(jié)束信息包括周 期編號、周期起始標志、周期結(jié)束標志、周期內(nèi)料次或料批或料組的循環(huán) 序號的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，其特征是所述方法的第5步中，過程控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中所存儲的數(shù)據(jù)或者采集 得到，或者計算得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐稱量上料的過程跟蹤管理方法，該方法自動判斷料次、料批、料組，采集每一料次的起始時間、結(jié)束時間、每次排放的料倉數(shù)量與編號、物料牌號與重量、每一周期的起始信息和/或結(jié)束信息，采集或生成每一料次、料批、料組、周期的編號。由此，該方法計算周期、料組、料批、料次在數(shù)量、信息、編號和順序上的對應(yīng)關(guān)系，并以周期、料組、料批、料次為單位計算每種牌號物料的重量、每種類型物料的重量。該方法將上述各數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，并在人機界面提供查詢和顯示。本發(fā)明可以滿足各種高爐煉鐵環(huán)境，開發(fā)效率高，有利于提高項目實施質(zhì)量，縮短項目建設(shè)周期，降低項目實施成本。
文檔編號G05B19/418GK101644924SQ20081004369
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者叢力群, 林文喜, 桂海東, 瀾 汪, 兵 沈, 鈞 陶, 高東華 申請人:上海寶信軟件股份有限公司