一种煤流调节阀自动化控制方法及系统与流程

本发明涉及高炉喷吹，特别是涉及一种煤流调节阀自动化控制方法及系统。

背景技术：

1、高炉喷吹系统是冶金工业中常见的关键设备，用于将煤粉和空气喷入高炉炉腔，以提供燃料和热能。煤流调节阀是喷吹系统中的重要组成部分，用于控制煤粉的流量，以适应高炉的工艺需求。

2、而传统的煤流调节阀控制方法只能根据当下高炉煤粉量的需求来控制煤流调节阀的开度，无法实现对未来煤流调节阀开度调节的预测，这导致高炉喷吹系统无法及时适应变化的工艺要求，可能导致控制偏差和性能下降，并且由于无法提前预测未来的煤粉需求，调节煤流调节阀的开度需要等待实际需求发生变化后才能进行调整，这导致响应速度较慢，无法满足高炉工艺对实时性和快速响应的要求，传统的方法还依赖于人工操作，但是操作人员的技术水平和主观因素可能导致控制误差和不稳定性，所以无法实现对煤流调节阀开度持续和精确的控制。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种煤流调节阀自动化控制方法及系统，包括：

2、获取过去一段时间内的高炉喷吹系统的历史煤粉需求流量数据以及对应的煤流调节阀的历史开度调节数据；

3、对所述历史煤粉需求流量数据进行处理，建立煤粉需求流量预测模型；

4、获取高炉喷吹系统的实时煤粉需求流量数据，将所述实时煤粉需求流量数据输入到所述煤粉需求流量预测模型，得到高炉喷吹系统未来的煤粉需求流量预测数据；

5、对所述历史煤粉需求流量数据与对应的历史开度调节数据之间的变化关系进行分析，并根据分析结果建立煤粉需求流量和开度之间的关系模型；

6、基于所述煤粉需求流量预测数据和关系模型制定煤流调节阀的开度调节策略；

7、根据所述开度调节策略对所述煤流调节阀进行自动化的控制。

8、进一步的，所述对所述历史煤粉需求流量数据进行处理，建立煤粉需求流量预测模型，包括：

9、对所述历史煤粉需求流量数据进行预处理，得到预处理后的数据集，所述数据集包括训练数据集和测试数据集；

10、根据所述训练数据集对初始预测模型进行训练，得到初始预测模型的参数；

11、根据所述测试数据集对所述初始预测模型的参数进行测试和评估；

12、根据评估结果对所述初始预测模型进行优化和迭代，直到所述初始预测模型达到预设的效果，则最终得到高炉喷吹系统的煤粉需求流量预测模型。

13、进一步的，所述获取高炉喷吹系统的实时煤粉需求流量数据，将所述实时煤粉需求流量数据输入到所述煤粉需求流量预测模型，得到高炉喷吹系统未来的煤粉需求流量预测数据，包括：

14、获取高炉喷吹系统的实时煤粉需求流量数据，并对所述实时煤粉需求流量数据进行预处理；

15、将预处理后的实时煤粉需求流量数据输入到煤粉需求流量预测模型中，得到高炉喷吹系统未来一段时间内的煤粉需求流量预测数据。

16、进一步的，所述对所述历史煤粉需求流量数据与对应的历史开度调节数据之间的变化关系进行分析，并根据分析结果建立煤粉需求流量和开度之间的关系模型，包括：

17、分别获取所述历史煤粉需求流量数据和历史开度调节数据的时间节点，根据时间节点将所述历史煤粉需求流量数据与所述历史开度调节数据进行对应；

18、绘制所述煤粉需求流量数据与开度调节数据的散点图，并从所述散点图中确定数据分布情况；

19、基于所述数据分布情况确定所述煤粉需求流量数据与开度调节数据的变化关系，并根据所述变化关系拟合所述历史煤粉需求流量数据与所述历史开度调节数据，建立煤粉需求流量和开度之间的关系模型。

20、进一步的，所述关系模型的表达式为：

21、s＝s0+α＊a+ε，

22、其中，s为开度调节值，s0为开度调节常数，a为煤粉流量需求值，α为煤粉流量需求对开度调节的影响系数，ε为误差值。

23、进一步的，所述基于所述煤粉需求流量预测数据和关系模型制定煤流调节阀的开度调节策略，包括：

24、将未来一段时间内的所述煤粉需求流量预测数据与预设煤粉流量值进行作差，并将差值大于预设差值的煤粉需求流量预测数据作为需调节数据；

25、将所述需调节数据输入到所述关系模型中得到煤流调节阀的未来开度调节数据；

26、确定所述未来开度调节数据的时间节点，根据所述未来开度调节数据及其时间节点制定煤流调节阀的开度调节策略。

27、本发明还提供了一种煤流调节阀自动化控制系统，包括：

28、获取模块，用于获取过去一段时间内的高炉喷吹系统的历史煤粉需求流量数据以及对应的煤流调节阀的历史开度调节数据；

29、预测模块，用于对所述历史煤粉需求流量数据进行处理，建立煤粉需求流量预测模型；

30、获取高炉喷吹系统的实时煤粉需求流量数据，将所述实时煤粉需求流量数据输入到所述煤粉需求流量预测模型，得到高炉喷吹系统未来的煤粉需求流量预测数据；

31、分析模块，用于对所述历史煤粉需求流量数据与对应的历史开度调节数据之间的变化关系进行分析，并根据分析结果建立煤粉需求流量和开度之间的关系模型；

32、策略模块，用于基于所述煤粉需求流量预测数据和关系模型制定煤流调节阀的开度调节策略；

33、控制模块，用于根据所述开度调节策略对所述煤流调节阀进行自动化的控制。

34、本发明实施例一种煤流调节阀自动化控制方法及系统与现有技术相比，其有益效果在于：

35、通过建立煤粉需求流量预测模型，并结合实时数据进行预测，可以提高对未来煤粉需求流量的准确性，有助于更好地预测高炉喷吹系统的需求，并提前做好调节准备；

36、通过建立煤粉需求流量和开度之间的关系模型，并根据预测数据和关系模型共同制定开度调节策略，可以实现更精确的煤流调节阀开度控制，有助于提高对煤流调节阀控制的精度，减小煤粉流量偏差，提高高炉喷吹系统的稳定性和性能；

37、通过预测煤粉需求流量并实时调整煤流调节阀开度，可以实现更快速的响应，有助于及时适应变化的工艺需求，减少控制延迟，提高系统的动态性能；

38、通过自动化控制系统对煤流调节阀进行控制，可以减少人为误差和主观性，提高控制效率和稳定性；

39、综上，本发明通过预测算法提前预测煤粉需求流量，并根据该预测结果对煤流调节阀实施相应的控制策略，实现了对未来煤流调节阀开度调节的预测和自动化控制可以提高预测准确性、控制精度、响应速度和控制效率，从而优化高炉喷吹系统的性能和稳定性，有助于提高生产效率、降低能耗和提升产品质量，满足高炉工艺的需求。

技术特征：

1.一种煤流调节阀自动化控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种煤流调节阀自动化控制方法，其特征在于，所述对所述历史煤粉需求流量数据进行处理，建立煤粉需求流量预测模型，包括：

3.根据权利要求1所述的一种煤流调节阀自动化控制方法，其特征在于，所述获取高炉喷吹系统的实时煤粉需求流量数据，将所述实时煤粉需求流量数据输入到所述煤粉需求流量预测模型，得到高炉喷吹系统未来的煤粉需求流量预测数据，包括：

4.根据权利要求1所述的一种煤流调节阀自动化控制方法，其特征在于，所述对所述历史煤粉需求流量数据与对应的历史开度调节数据之间的变化关系进行分析，并根据分析结果建立煤粉需求流量和开度之间的关系模型，包括：

5.根据权利要求4所述的一种煤流调节阀自动化控制方法，其特征在于，所述关系模型的表达式为：

6.根据权利要求1所述的一种煤流调节阀自动化控制方法，其特征在于，所述基于所述煤粉需求流量预测数据和关系模型制定煤流调节阀的开度调节策略，包括：

7.一种煤流调节阀自动化控制系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种煤流调节阀自动化控制方法及系统，其包括：获取高炉喷吹系统的历史煤粉需求流量数据和煤流调节阀的历史开度调节数据，对历史煤粉需求流量数据进行处理后建立煤粉需求流量预测模型，将获取到的实时煤粉需求流量数据输入到煤粉需求流量预测模型中得到煤粉需求流量预测数据，对历史煤粉需求流量数据与对应的历史开度调节数据之间的变化关系进行分析建立关系模型，基于煤粉需求流量预测数据和关系模型制定开度调节策略，以对煤流调节阀进行自动化的控制。本发明通过预测算法提前预测煤粉需求流量，并根据该预测结果对煤流调节阀实施相应的控制策略，提高了其控制精度和响应速度，进一步优化高炉喷吹系统的性能，满足高炉工艺的需求。

技术研发人员：袁燕,徐倩霏,徐利,徐胜,吕纪永
受保护的技术使用者：常熟市龙腾特种钢有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9