JP2982174B2 - Blast furnace operation support method - Google Patents
Blast furnace operation support methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は高炉の操業支援方法、特に高炉操業状態の
学習制御に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a blast furnace operation support method, and more particularly to learning control of a blast furnace operation state.
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] 従来の学習制御方法として次に挙げる方法がある。[Problems to be Solved by Conventional Technique and Invention] There are the following methods as conventional learning control methods.
(1)知識システムにおける学習 この学習方法は記号処理であり、データ処理には不適
当である。データから記号への変換は可能であるが、未
だ知識の洗練化レベルにあり、新しい知識の獲得は困難
である。(1) Learning in a knowledge system This learning method is symbol processing, and is not suitable for data processing. Although conversion from data to symbols is possible, it is still at the level of sophistication of knowledge, and it is difficult to acquire new knowledge.
(2)ファジィシステムにおける学習 この学習方法はあくまでもメンバーシップファンクシ
ョンのチューニングであり、新しい知識の獲得は困難で
あった(適応制御等の技術も同様である)。(2) Learning in a fuzzy system This learning method is merely a tuning of a membership function, and it is difficult to acquire new knowledge (the same applies to techniques such as adaptive control).
(3)ニューラルネットにおける学習 この学習方法は操業のパターン認識等には有効である
が、学習がユニット間の結合係数によるため、学習結果
に合わせて操業データを蓄積することは困難であった。
また、学習速度が遅く、発生頻度の少ない操業状態を認
識するのは困難であり、更に過去の事例を把握すること
ができなかった。(3) Learning in Neural Network This learning method is effective for pattern recognition of operation, but it is difficult to accumulate operation data according to the learning result because learning depends on the coupling coefficient between units.
In addition, it is difficult to recognize an operation state in which the learning speed is low and the occurrence frequency is low, and it was not possible to grasp past cases.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、新しい知識の獲得が極めて容易になされ、そし
て、操業データの自動分類と操業特徴抽出データの蓄
積、蓄積された操業データの自動検索、更に過去の蓄積
データに基づく操作量のガイダンスをすることを可能に
した高炉の操業支援方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such problems, and it is extremely easy to acquire new knowledge. Further, automatic classification of operation data, accumulation of operation characteristic extraction data, and automatic retrieval of accumulated operation data It is another object of the present invention to provide a blast furnace operation support method which enables guidance of an operation amount based on past accumulated data.
[課題を解決するための手段] この発明に係る高炉の操業支援方法は、高炉に取り付
けられたセンサを走査して、炉体各点の温度、ガス成分
及びシャフト温度を含む主要生データを採取し、また、
高炉の送風流量、送風温度、小粒の焼結鉱割合、コーク
ス比及び原料装入条件を含む操業諸元を採取し、そし
て、主要生データに基づいて高炉内の時間的及び空間的
な状態についての特徴量を抽出するとともに異常炉況を
検知し、操業諸元に基づいて操業変更の有無及びその変
更項目を検知し、そして、主要生データ、前記の特徴量
及び操業諸元を含む操業データを、異常炉況の有無、操
業変更の有無及び変更項目に応じて各々が複数のクラス
を有する分類に分ける工程と、最新の操業データと、当
該最新の操業データと同じ分類下にあって、複数の前記
操業データが所属している各クラスとの多次元尺度を前
記の特徴量に基づいて求め、その最新の操業データの多
次元尺度がクラス間の多次元尺度よりも小さいときに
は、最新の操業データとの間で最も多次元尺度が小さい
クラスに当該操業データを所属させて当該クラスの高炉
の操業データを更新する工程と、現操業の操業データと
各クラスとの多次元尺度を求めて現操業に近いクラスを
特定し、そのクラスの中の操業データを同様事例として
抽出して出力する工程とを有するものである。Means for Solving the Problems A blast furnace operation support method according to the present invention scans a sensor attached to a blast furnace and collects main raw data including a temperature, a gas component, and a shaft temperature at each point of the furnace body. And also
Operational data including blast furnace air flow rate, blast temperature, sinter ratio of small grains, coke ratio and raw material charging conditions are collected, and based on the main raw data, the temporal and spatial conditions in the blast furnace are analyzed. Detects abnormal furnace conditions, detects abnormal furnace conditions, detects the presence or absence of an operation change based on the operation specifications, and detects the changed items.Then, the main raw data, operation data including the above-mentioned characteristic amounts and operation specifications The process of classifying into a class having a plurality of classes according to the presence or absence of abnormal furnace conditions, the presence or absence of an operation change, and the items to be changed, the latest operation data, and under the same classification as the latest operation data, A multidimensional scale with each class to which the plurality of operation data belongs is obtained based on the feature amount, and when the multidimensional scale of the latest operation data is smaller than the multidimensional scale between the classes, the latest Operation data Between the operation data belonging to the class having the smallest multidimensional scale and updating the operation data of the blast furnace of the class; and obtaining the multidimensional scale of the operation data of the current operation and each class to the current operation. Identifying a close class, and extracting and outputting operation data in the class as a case in the same manner.
なお、上記の多次元尺度(MDS)とは、後述の実施例
においてその例が記載されているように、「ある操業を
表す操業データ群の空間座標と他の操業を表す空間座標
間の重みつき距離」を言う。更に具体的に述べると、現
状の操業データ群に対して、それらがどの状態(クラ
ス)に属するのかを判断し、たとえば高炉の状態が、正
常、棚吊発生、吹き抜け発生炉が冷却中、炉熱過剰…な
どのいずれに属するのかを判断したい場合には、これら
の状態を構成するデータ群(クラス)との間の類似性あ
るいは親近性が尺度として求められることになる。The multidimensional scale (MDS) refers to “the overlap between the spatial coordinates of an operation data group representing a certain operation and the spatial coordinates representing another operation,” as described in an example described later. Mitsuki distance. More specifically, for the current operation data group, it is determined to which state (class) they belong. For example, the state of the blast furnace is normal, shelf hanging occurs, If it is desired to determine which of the states belongs to excessive heat or the like, the similarity or closeness to the data group (class) constituting these states is obtained as a scale.
また、最新の操業データを同じクラス内の対応する最
も古いデータと置換する。Also, replace the latest operation data with the corresponding oldest data in the same class.
また、最新の操業データによる多次元尺度がクラス間
の多次元尺度より大きいときには、その最新の操業デー
タにより新しいクラスを作成し、また、クラス間の多次
元尺度が最も小さいものを選択して、両クラスを纏めて
1つのクラスとし、クラスの数を一定にする。Also, when the multi-dimensional scale based on the latest operation data is larger than the multi-dimensional scale between classes, a new class is created based on the latest operation data, and the one with the smallest multi-dimensional scale between classes is selected. Both classes are combined into one class, and the number of classes is fixed.
[作 用] この発明においては、主要生データ及び操業諸元を採
取し、主要生データに基づいて高炉内の特徴量を抽出す
るとともに異常炉況を検知し、操業諸元に基づいて操業
変更の有無及びその変更項目を検知し、そして、主要生
データ、特徴量及び操業諸元を含む操業データを、異常
炉況の有無、操業変更の有無及び変更項目に応じて分類
する。そして、最新の操業データと、当該最新の操業デ
ータと同じ分類下にあって、複数の操業データが所属し
ている各クラスとの多次元尺度を前記の特徴量に基づい
て求め、その最新の操業データの多次元尺度がクラス間
の多次元尺度よりも小さいときには、最新の操業データ
との間で最も多次元尺度が小さいクラスに当該操業デー
タを所属させる。[Operation] In the present invention, the main raw data and the operation data are collected, the characteristic amount in the blast furnace is extracted based on the main raw data, the abnormal furnace condition is detected, and the operation change is performed based on the operation data. Is detected, and the operation data including the main raw data, the characteristic quantity, and the operation data is classified according to the presence or absence of the abnormal furnace condition, the presence or absence of the operation change, and the change item. Then, the latest operation data, under the same classification as the latest operation data, a multidimensional scale of each class to which a plurality of operation data belongs is obtained based on the feature amount, and the latest When the multidimensional scale of the operation data is smaller than the multidimensional scale between the classes, the operation data is assigned to the class having the smallest multidimensional scale with the latest operation data.
また、その最新の操業データは該当するクラスの最も
古いデータと置換される。The latest operation data is replaced with the oldest data of the corresponding class.
また、最新の操業データの多次元尺度が各クラス間の
それよりも大である時には新しいクラスを作成し、一
方、多次元尺度が最も小さい位置にある2つのクラスを
1つのクラスに纏める。When the multidimensional scale of the latest operation data is larger than that between the classes, a new class is created, while the two classes at the position where the multidimensional scale is the smallest are combined into one class.
このようにして、各クラスの操業データは常に新しい
操業データに更新され、現操業の操業データに近いクラ
スから同様事例を抽出し、それに基づいて操業量が決定
されて例えば表示装置に表示され、作業者にガイダンス
する。In this way, the operation data of each class is constantly updated with new operation data, a similar case is extracted from a class close to the operation data of the current operation, the operation amount is determined based on the case, and displayed on a display device, for example. Guidance to workers.
[実施例] 第2図はこの発明の一実施例に係る高炉の操業支援方
法を実施した制御装置及びその関連設備のブロック図で
ある。図において、(1)は制御対象となる高炉、(1
0)は高炉制御装置である。この高炉制御装置(10)
は、データスキャナ(11)(11a,11b,…11n)、センサ
データ収集手段(12)、演算装置としてのCPU(13)、C
PU(13)の演算を司どるプログラムが格納されているシ
ステムROM(14)、各種データが格納されるRAM(15),
(16)及びCRT(17)から構成されている。(20)は駆
動制御装置であり、高炉制御装置(10)の演算結果又は
オペレータのマニュアル操作により高炉(1)に供給さ
れる熱風等を調整する。[Embodiment] FIG. 2 is a block diagram of a control device for implementing a blast furnace operation support method according to an embodiment of the present invention and its related equipment. In the figure, (1) is the blast furnace to be controlled, (1)
0) is a blast furnace control device. This blast furnace control device (10)
Means a data scanner (11) (11a, 11b,... 11n), a sensor data collecting means (12), a CPU (13) as an arithmetic unit, C
A system ROM (14) that stores a program that controls the operation of the PU (13), a RAM (15) that stores various data,
(16) and CRT (17). Reference numeral (20) denotes a drive control device, which adjusts a calculation result of the blast furnace control device (10) or hot air supplied to the blast furnace (1) by manual operation of an operator.
第1図は第2図の高炉制御装置における高炉の操業支
援方法を示すフローチャートである。以下、高炉の異常
炉況の予知及びそれに対する操作量のガイダンスを例に
とって説明する。FIG. 1 is a flowchart showing a blast furnace operation support method in the blast furnace control device of FIG. Hereinafter, a description will be given of an example of the prediction of the abnormal furnace condition of the blast furnace and the guidance of the operation amount corresponding thereto.
A.操業データの読み込み データスキャナ(11)により各センサを走査してセン
サデータ収集手段(12)により各種計測データを取り込
む。この種の高炉においては約300程度のセンサ情報が
一定の周期で取り込まれ、RAM(15)に格納される。A. Reading of operation data Each sensor is scanned by the data scanner (11) and various measurement data is taken in by the sensor data collection means (12). In this type of blast furnace, about 300 pieces of sensor information are taken in at a fixed cycle and stored in the RAM (15).
B.操業の特徴抽出 次に、RAM(15)に格納された各種の計測データから
操業状態の特徴が抽出される。操業状態の特徴抽出に際
しては、センサ情報の特徴、異常炉況の検知及び操業変
更の検知について行われる。B. Operation feature extraction Next, the operation state features are extracted from various measurement data stored in the RAM (15). When extracting the characteristics of the operation state, the characteristics of the sensor information, the detection of the abnormal furnace condition, and the detection of the operation change are performed.
(B1)センサ情報の特徴抽出は、オペレータの経験に
基づいて時間的(変化、バラツキ)及び空間的(炉の高
さ、円周及び半径の各方向)についての特徴を抽出す
る。(B1) The feature extraction of sensor information extracts features in terms of time (change, variation) and space (each direction of furnace height, circumference and radius) based on the experience of the operator.
(B2)異常炉況(吹き抜け、壁落ち、スリップ)の検
知は、吹き抜けについては炉項圧力により、壁落ちにつ
いてはシャフト温度やCS本体温度により、スリップにつ
いては炉口サウンジングの各センサ情報から検出する。(B2) Abnormal furnace conditions (blow-through, wall drop, slip) are detected by the furnace pressure for blow-through, shaft temperature or CS body temperature for wall drop, and furnace mouth sounding sensor information for slip. I do.
(B3)操業変更の検知は、オペレータが行った操業量
の変化を検知するものであり、ここで、操業量とは送風
流量、送風温度、送風湿度、小粒の焼結鉱割合、コーク
ス比、原料装入条件(旋回数、旋回角)等である。(B3) The detection of the operation change is to detect the change of the operation amount performed by the operator, and the operation amount is defined as the blast flow rate, the blast temperature, the blast humidity, the ratio of the small sinter ore, the coke ratio, Raw material charging conditions (number of rotations, rotation angle) and the like.
C.操業の認識(分類) ここでは、異常の操業の分類、弁別及び操業距離空間
による認識を行う。C. Recognition (classification) of operations Here, classification of abnormal operations, discrimination, and recognition based on operation distance space are performed.
次式により過去の操業例との距離計算を行う。計算の
対象は操業量の変更(項目と量)、異常炉況(項目と程
度)、操業状態(装入物の降下状態、円周バランス状
態、ガス状態、炉熱レベル、残銑状態等)、操業諸元
(高炉への入出力量)等である。The distance from the past operation example is calculated by the following equation. The target of the calculation is the change of the operation amount (item and quantity), abnormal furnace condition (item and degree), operation condition (load drop condition, circumferential balance condition, gas condition, furnace heat level, residual iron condition, etc.) , Operation specifications (input and output to and from the blast furnace), and the like.
min(dj)を求める。 Find min (dj).
なお、距離計算(dj)に際しては上記(1)式の代わ
りに次式の演算を行なってもよい。次式による演算は変
化のあった項目のみに着目し、操業変化等に本来影響し
ない項目をゼロとして扱うことができるため、影響しな
い項目からの外乱を除去できる利点がある。 In calculating the distance (dj), the following equation may be used instead of the equation (1). The calculation based on the following equation focuses on only the changed items, and can treat the items that do not originally affect the operation change or the like as zero, so that there is an advantage that disturbance from the unaffected items can be removed.
max(dj)を求める。 Find max (dj).
この特徴抽出値において、「−1」は背反する集合に
属することを表している。例えば良い操業を「1」とす
れば、悪い操業は「−1」である。また、「0」は不明
又は相関のないことを表している。 In this feature extraction value, “−1” represents belonging to a contradictory set. For example, if a good operation is “1”, a bad operation is “−1”. “0” indicates unknown or no correlation.
D.操業認識の信頼性評価 本システムの前回までのガイダンス内容が現在の操業
状態とどの程度一致するかをチエックする。演算は上記
のC項と同じである。この一致度には、前回までの操作
量ガイダンスと現在の一致度(α1)、前回までの異常
炉状予測と現在との一致度(α2)及び操作量変更等に
伴う予測操業状態と現在の一致度(α3)があり、毎回
この一致度が求められてRAM(15)に過去の操業データ
ベースとしてフアイルされていく。そして、推定に対す
る実績が一致するように、前回までの認識(所属クラ
ス)を修正し、認識の信頼性評価に基づてデータの再構
築をする。例えば、一致度が小さい場合には、(1)式
又は(2)式の重み係数を変更してやるとか、或いは今
回の事例を異なるクラスに入れる等の処理をすることに
より対応する。D. Reliability evaluation of operation recognition Check how much the guidance content of this system up to the last time matches the current operation status. The operation is the same as the above-mentioned C term. The degree of coincidence includes the operation amount guidance up to the previous time and the current degree of coincidence (α 1 ), the degree of coincidence between the abnormal furnace state prediction up to the previous time and the present time (α 2 ), and the predicted operation state accompanying a change in the operation amount. There is a current degree of coincidence (α 3 ), and the degree of coincidence is determined each time and is filed in the RAM (15) as a past operation database. Then, the recognition (affiliation class) up to the previous time is corrected so that the results with respect to the estimation match, and the data is reconstructed based on the recognition reliability evaluation. For example, when the degree of coincidence is small, the weight coefficient of the equation (1) or (2) is changed, or the present case is placed in a different class.
E.操業データの蓄積(知識獲得) 操業データを次の(1),(2)に示す方法で獲得す
る。計算機の記憶容量には限界があるので、操業を経験
するに従って以下の方法により知識の拡大を図る。E. Accumulation of operation data (acquisition of knowledge) Operation data is acquired by the following methods (1) and (2). Since the storage capacity of the computer is limited, the following method is used to expand knowledge as the user experiences operation.
(1)計算距離dj<全てのクラス間の距離; この場合には従来の経験と差の小さい操業データは同
様の古いデータと置換する。(1) Calculation distance dj <distance between all classes; In this case, operation data having a small difference from the conventional experience is replaced with similar old data.
第3図(a)は計算距離(dj)が全てのクラス間距離
より小さい時の操業データの蓄積方法を示した説明図で
ある。図において、A,B,Cはそれぞれクラスである。各
クラスは、重心座標G(●印)、所属知識の数、クラス
内の知識(×印)間の距離、他のクラスとの距離等から
構成されている。FIG. 3A is an explanatory diagram showing a method of accumulating operation data when the calculated distance (dj) is smaller than the distance between all classes. In the figure, A, B, and C are classes, respectively. Each class is composed of barycentric coordinates G (marked with ●), the number of belonging knowledge, the distance between knowledges (marked with x) in the class, the distance to other classes, and the like.
最新の知識(操業データ)Nが入力すると、その知識
Nと各クラスとの距離d1,d2,d3をそれぞれ求め、その距
離がいずれも各クラスの重心間の距離より短い時には、
その知識Nとクラスとの距離が最短の距離にあるクラス
に所属させる。図示の実施例では、知識NはクラスAに
所属する。そして、例えば知識Nの所属によりクラスA
における知識の数が所定数を越えると、クラスAにおけ
る最も古い知識を削除する。クラス内の知識をこのよう
にして最新の知識で更新していく。When the latest knowledge (operation data) N is input, the distances d1, d2, and d3 between the knowledge N and each class are obtained. When the distance is shorter than the distance between the centers of gravity of each class,
The knowledge N and the class belong to the class having the shortest distance. In the illustrated embodiment, knowledge N belongs to class A. Then, for example, the class A
When the number of knowledges in the class exceeds a predetermined number, the oldest knowledge in the class A is deleted. In this way, the knowledge in the class is updated with the latest knowledge.
(2)計算距離dj≧全てのクラスの距離; この場合には、従来の経験と差の大きい操業データは
新しい経験として新しいクラスを設け、旧クラスの中で
経験差(距離)の小さいものを集約(縮退)する。この
ことは、クラス間の距離lgが増大することを表してお
り、知識の拡大に対応している。(2) Calculated distance dj ≧ distance of all classes; In this case, a new class is set as the operation data that has a large difference from the previous experience, and the old class with a small difference in experience (distance) is used. Aggregate (degenerate). This indicates that the distance lg between classes increases, which corresponds to an increase in knowledge.
第3図(b)は計算距離(dj)が全てのクラス間の距
離lgより大きい時の操業データの蓄積方法を示した説明
図である。最新の知識(操業データ)Nが入力すると、
上述の場合と同様に、その知識Nと各クラスA,B,Cとの
距離d1,d2,d3をそれぞれ求め、その距離がいずれも各ク
ラス間の距離より大である場合には、新しいクラスDを
作成する。そして、相互の距離が短いクラスを集約して
新しいクラスを作成する。この実施例では、クラスBと
Cとを集約して新しいクラスB′を作成する。この新し
いクラスB′においても、知識の数が所定数を越える
と、古い知識から順に削除していく。FIG. 3B is an explanatory diagram showing a method of accumulating operation data when the calculated distance (dj) is larger than the distance lg between all classes. When the latest knowledge (operation data) N is input,
As in the case described above, the distances d1, d2, and d3 between the knowledge N and each of the classes A, B, and C are obtained. If the distances are all greater than the distance between the classes, the new class is determined. Create D. Then, a new class is created by aggregating classes whose distances are short. In this embodiment, classes B and C are aggregated to create a new class B '. Also in this new class B ', when the number of knowledges exceeds a predetermined number, old knowledges are deleted in order.
第4図はRAM(15)にフアイルされている過去の操業
データのデータベースのイメージの説明図である。炉況
異常の有無、炉況異常の有無に対応した操業変更の有
無、及び操業変更の有における変更項目がそれぞれファ
イルされ、それぞれフラグにより弁別される。そして、
各変更項目はそれぞれクラス1〜クラスmまで分類さ
れ、そして、各クラスは操業データ1〜操業データnに
分類される。FIG. 4 is an explanatory diagram of an image of a database of past operation data stored in the RAM (15). The presence / absence of a furnace condition abnormality, the presence / absence of an operation change corresponding to the presence / absence of a furnace condition, and change items in the presence of an operation change are respectively filed and discriminated by flags. And
Each change item is classified into classes 1 to m, and each class is classified into operation data 1 to operation data n.
この各操業データは、操業諸元、特徴抽出データ、主
要生データ、操業量変更履歴、異常炉況発生履歴、操業
年月日等に分類される。操業諸元は、配合(SR割合、コ
ークス比、小粒SR割合)、送風(流量、温度、湿度)、
及び装入(旋回モード)、出銑(成分、温度)の各デー
タから構成される。特徴抽出データは、円周バランス状
態、装入物状態、ガス流量状態、圧力分布状態、炉熱レ
ベル、ガス利用率、シャフト効率、ソルロスC量、羽口
先温度、残銑量状態、吹き抜け、スリップ、壁落ち等の
各データから構成される。Each operation data is classified into operation specifications, feature extraction data, main raw data, operation amount change history, abnormal furnace condition occurrence history, operation date, and the like. The operating specifications are: blending (SR ratio, coke ratio, small SR ratio), air flow (flow rate, temperature, humidity),
And charging (swirl mode) and tapping (component, temperature) data. Feature extraction data includes circumferential balance state, charge state, gas flow state, pressure distribution state, furnace heat level, gas utilization rate, shaft efficiency, sol loss C amount, tuyere tip temperature, residual iron amount state, blow-through, slip , And data such as wall falling.
主要生データは、炉体各点の温度、ガス成分、シュフ
ト圧力等の各データから構成される。操業変更履歴は、
操業変更をした時の時間及びその変更項目からなる一対
のデータ群から構成される。異常炉況発生履歴は、異常
炉況が発生したときの時間及びその内容からなる一対の
データ群から構成される。The main raw data is composed of data such as the temperature, gas components, and the Schft pressure at each point of the furnace body. Operation change history
It is composed of a pair of data groups consisting of the time when the operation was changed and the items changed. The abnormal furnace condition occurrence history is composed of a pair of data groups including the time when the abnormal furnace condition occurred and the contents thereof.
以上の各操業データは時系列にファイルされており、
上述の(1)式又は(2)式により距離計算に際して
は、その平均値を求めて演算をする。また、後述するよ
うに、過去の同様なデータとして表示する場合にはその
ままそのデータを出力する。Each of the above operation data is filed in chronological order,
When calculating the distance according to the above equation (1) or (2), the average value is calculated. Further, as described later, when the data is displayed as similar data in the past, the data is output as it is.
F.操業状態の予測 異常炉況の予知や操作量のガイダンスを適格に行うた
めに、事前に操業状態の予測を行う。F. Prediction of operating state In order to predict abnormal reactor conditions and provide guidance on the amount of operation, the operating state is predicted in advance.
(1)操作量の変更(特にガイダンスに従わなかった場
合)に伴う状態変化(変化量に対する線形演算で状態変
化を求める。)。(1) A state change accompanying a change in the operation amount (particularly when the guidance is not followed) (a state change is obtained by a linear operation on the change amount).
(2)異常炉況に伴う状態変化(計算は上記(1)と同
じ)。(2) State change due to abnormal furnace condition (calculation is the same as (1) above).
G.予測に対する同様例の参照 過去(例えば8時間前)からの予測(1時間後)の状
態に際して、過去の操業事例を複数個抽出する。G. Reference of similar example to prediction In the state of prediction (1 hour after) from the past (for example, 8 hours before), a plurality of past operation cases are extracted.
操業状態のみに関して、また、操業量の変更や異常炉
況があればそれらを含めて同様事例を抽出する。Similar cases are extracted for the operation status only, and also for changes in the operation amount and abnormal furnace conditions, if any.
H.異常炉況ガイダンス 現状の操業に異常炉況がなくとも、同様事例に異常炉
況があれば異常炉況予知として警報出力を行う。H. Abnormal reactor condition guidance Even if there is no abnormal reactor condition in the current operation, if there is an abnormal reactor condition in the same case, an alarm is output as abnormal reactor condition prediction.
なお、この警報は同様事例(複数個)とD項の信頼性
から総合評価された結果である。総合評価は各所属度
(ファジィ処理による)に対する重み付きの数値和で行
われる。This warning is the result of comprehensive evaluation based on the reliability of the case (plurality) and the D term. The comprehensive evaluation is performed by a weighted numerical sum for each affiliation degree (by fuzzy processing).
現状の操業に、異常炉況や操作量の変化がある場合に
はこれらを含めた同様事例に従ってガイダンスを行う。If the current operation involves abnormal furnace conditions or changes in the amount of operation, guidance will be provided in accordance with similar cases including these.
なお、ミスオペレーションや特殊な異常炉況等は、同
様事例が少ないので、F項の状態予測によって対応す
る。Misoperation, special abnormal furnace condition, etc. have few cases in the same manner.
I.操作量ガイダンス 基本的にはH項と同じである。過去の同様事例におい
て、統計的に操作量と状態量間のゲインを求め、目標値
(設定値又は現状維持)になるように操作量を決定す
る。また、事前に設定された各操作量に対する状態量の
時間遅れと本システムの制御周期から操作量の出力パタ
ーンを決定する(例えば有限整定器)。I. MV guidance Basically the same as H. In a similar case in the past, a gain between the operation amount and the state amount is statistically obtained, and the operation amount is determined so as to be a target value (set value or current state maintenance). In addition, an output pattern of the operation amount is determined from a time delay of the state amount with respect to each operation amount set in advance and a control cycle of the present system (for example, a finite setter).
第5図は上述のガイダンスにおける説明図であり、現
データが大きく変化した時、同様な過去の事例を読み出
した場合を示している。過去の事例としては、そのデー
タ変化時に吹き抜けが発生し、それに対する処置として
減風(300Nm3)しており、その処理によりデータが正常
値に回復している。従って、この過去の事例を参照すれ
ばオペレータが次に取るべき処理が推測できる。FIG. 5 is an explanatory diagram in the above-mentioned guidance, and shows a case where a similar past case is read out when the current data changes significantly. As a past case, a blow-by occurred when the data changed, and wind was reduced (300 Nm 3 ) as a measure against it, and the data was restored to a normal value by the processing. Therefore, by referring to this past case, it is possible to guess the next process to be performed by the operator.
次に、この実施例における学習制御方法の運転の実際
についての概要を説明する。Next, an outline of the actual operation of the learning control method in this embodiment will be described.
(1)定常時の運転; (1−1)異常炉況の検知; 1分毎にスリップ、吹き抜け及び壁落ちがチエックさ
れ、これらの異常が発生するとCRT(17)にそのメッセ
ージを表示すると共に、音声による案内をする。そし
て、画面キー及びフアンクションキーを操作することに
より異常検知の基データを第5図のように表示させる。
即ち、現在の主要な変化データを表示させると共に、過
去の同様な過去の事例を表示させ、スリップ等が起きて
いる場合にその表示をさせる。(1) Steady-time operation; (1-1) Detection of abnormal furnace condition; Slip, blow-through and wall drop are checked every minute. When these abnormalities occur, the message is displayed on CRT (17) and Give voice guidance. Then, by operating the screen key and the function key, the base data of the abnormality detection is displayed as shown in FIG.
That is, the present main change data is displayed, and a similar past case is displayed. When a slip or the like occurs, the display is displayed.
(1−2)操業変更の確認; 1分毎に送風温度、湿度、量、炉頂圧をチエックし、
ダンプ毎に旋回数、旋回角をチエックし、更にチャージ
(サイクル)毎にコークス比、PC比、SR配合割合、小粒
SR配合割合をチエックする。勿論操業変更の操作自体は
イオペレータが行い、その変更を自動的に検出する。そ
の際、操業変更を検知すると、CRT(17)にその旨を表
示させる。(1-2) Confirmation of operation change; Check the blast temperature, humidity, volume, furnace top pressure every minute,
The number of turns and the turning angle are checked for each dump, and the coke ratio, PC ratio, SR compounding ratio, and small particles for each charge (cycle)
Check the SR mixing ratio. Of course, the operation itself of the operation change is performed by the operator, and the change is automatically detected. At this time, when a change in operation is detected, the fact is displayed on the CRT (17).
(1−3)操業の特徴抽出; 30分毎に上述の空間的特徴及び時間的特徴を抽出す
る。そして、操業の特徴抽出においては炉況異常の有
無、操業変更の有無、操業状態の特徴を抽出する。操業
状態としては、操業諸元(;高炉入出力量)、装入状
況、ガス流状況……(;高炉状態量)が抽出される。そ
して、パターンマッチングを行って、過去の同様な操業
を抽出し、過去の例に基づき異常炉況の予知及び操作量
の計算を行なう。そして、操作量に変更の必要があれば
その旨のメッセージをCRT(17)に表示させると共に、
音声により案内する。この後、画面キー及びフアンクシ
ョンキーを操作することにより現在のデータ及び過去の
同様な事例についてCRTに表示させるのは、上述の場合
と同様である。(1-3) Extraction of operation characteristics: The above-mentioned spatial characteristics and temporal characteristics are extracted every 30 minutes. Then, in the operation feature extraction, the presence / absence of a furnace condition abnormality, the presence / absence of an operation change, and the feature of the operation state are extracted. As the operation state, operation specifications (; blast furnace input / output amount), charging state, gas flow state... (; Blast furnace state amount) are extracted. Then, a similar operation in the past is extracted by performing pattern matching, and a prediction of an abnormal furnace condition and a calculation of an operation amount are performed based on a past example. If it is necessary to change the manipulated variable, a message to that effect is displayed on the CRT (17),
Guided by voice. Thereafter, operating the screen key and the function key to display the present data and the past similar cases on the CRT is the same as the above-described case.
(2)要求時 (2−1)操作量ガイド; 画面キー及びフアンクションキーを操作することによ
り現在のデータ及び過去の同様な事例についての過去の
制御量(複数)、操作量(複数)を時間の関数として表
示させる。(2) At the time of request (2-1) Operation amount guide; By operating the screen key and the function key, the current data and the past control amounts (plural) and operation amounts (plural) for similar cases in the past can be obtained. Display as a function of time.
第6図はこのときの表示を示す説明図であり、表示デ
ータはオートスケーリングができ、また時間座標のマニ
ュアルシフト、オートシフトができる。CRTの画面の右
側には、現データの特徴及び過去のデータ情報を表示す
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the display at this time. The display data can be automatically scaled, and the time coordinate can be manually shifted and automatically shifted. On the right side of the CRT screen, the characteristics of current data and past data information are displayed.
現データの特徴としては、空間的特徴、時間的特徴、
操業の特徴、今までのアクション等が表示される。過去
データとしては、過去のデータ情報(時間、制御量、操
作量、他の諸元、…)、操作量の変更(項目、操作
量)、過去のデータの選択理由(重要視項目、近いクラ
ス、…)、操業量の決定(過去のデータ、同定、標的操
作)、知識(異常時の知識、安定時の知識)等が表示さ
れる。The characteristics of the current data include spatial features, temporal features,
The characteristics of the operation, past actions, etc. are displayed. As past data, past data information (time, control amount, operation amount, other specifications, ...), change of operation amount (item, operation amount), reason for selecting past data (important items, close classes ,...), Determination of operation amount (past data, identification, target operation), knowledge (knowledge at abnormal time, knowledge at stable time) and the like are displayed.
(2−2)学習データの確認; 画面キー及びフアンクションキーを操作することによ
り学習データをCRT(17)に表示させる。第7図はこの
ときの表示を示す説明図であり、ここで表示させるデー
タとしては、クラスNo.、異常炉況の有無、操業変更の
有無、その項目、操業諸元等のデータ(平均値)、操業
データ(蓄積)数、操業データインデックス、日時等で
ある。そして、炉況の良・悪、生データの有・無に応じ
て、キー操作をすることにより、現データ及び過去デー
タのタイムチャートを表示させる。また、そのタイムチ
ャートを表示した際に、表示項目等のリストを表示さ
せ、或いは表示項目を変更することでそれに対応した内
容のタイムチャートを表示させることもできる。(2-2) Confirmation of learning data; Operating the screen key and the function key causes the learning data to be displayed on the CRT (17). FIG. 7 is an explanatory diagram showing the display at this time. The data to be displayed here is data (average value, such as class number, presence or absence of abnormal furnace condition, presence or absence of operation change, its items, operation specifications, etc.). ), Operation data (accumulated) number, operation data index, date and time, and the like. Then, a key operation is performed in accordance with whether the furnace condition is good or bad and whether raw data is present or not, thereby displaying a time chart of the current data and the past data. Further, when the time chart is displayed, a list of display items or the like can be displayed, or by changing the display items, a time chart having contents corresponding thereto can be displayed.
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、新しい計測データが
該当するクラスに自動的に分類・蓄積され、またクラス
内の最も古いデータと置換され、更に計測データが各ク
ラスから離れていると新しいクラスを作成し、一方、近
接した位置にある2つのクラスは1つのクラスに纏めら
れる。このため、クラスの操業データはプラントの変化
に適応し、また、時間の経過とともに操業経験(知識)
は増大する。言い換えると、自動手に操業状態の学習が
可能であり、従って、学習結果である過去の同様な事例
に基づき、精度の良い操作量のガイダンスができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, new measurement data is automatically classified and accumulated in the corresponding class, replaced with the oldest data in the class, and the measurement data is separated from each class. Creates a new class, while two classes in close proximity are combined into one class. For this reason, class operating data adapts to plant changes and, over time, operating experience (knowledge)
Increases. In other words, the operating state can be automatically learned by the hand, and therefore, accurate guidance of the operation amount can be provided based on the similar result in the past, which is the learning result.
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例を示す高炉の操業支援方法
を示すフローチャート、第2図は上記の高炉の操業支援
方法を実施する制御装置及びその関連設備のブロック
図、第3図(a),(b)は新しいデータを獲得する際
の説明図、第4図は過去の操業データベースの構成を示
す説明図、第5図は操業ガイダンスの説明図、第6図及
び第7図はそれぞれ操作量ガイド及び学習データの確認
におけるCRTの表示例の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a blast furnace operation support method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a control device for implementing the blast furnace operation support method and related equipment. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are explanatory diagrams for acquiring new data, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of a past operation database, FIG. 5 is an explanatory diagram of operation guidance, FIG. FIG. 7 and FIG. 7 are explanatory diagrams of display examples of the CRT in confirming the operation amount guide and the learning data, respectively.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−127105(JP,A) 特開 平2−76033(JP,A) 寺野寿郎、外2名、「応用ファジィシ ステム入門」第1版,オーム社、平成元 年5月25日、p56−69,3・2節「高炉 制御」 斉藤堯幸、「多次元尺度構成法」、計 測と制御、計測自動制御学会、昭和58年 1月、第22巻、第1号,P126−131 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 13/00 - 13/04 G06F 15/18 560 G06F 9/44 580 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-127105 (JP, A) JP-A-2-76033 (JP, A) Toshiro Terano, two others, "Introduction to Applied Fuzzy Systems," First Edition , Ohmsha, May 25, 1989, pp. 56-69, section 3.2 "Blast Furnace Control" Takayuki Saito, "Multidimensional Scaling Method", Measurement and Control, Society of Instrument and Control Engineers, 1983 Month, Volume 22, Issue 1, P126-131 (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G05B 13/00-13/04 G06F 15/18 560 G06F 9/44 580 JICST file ( JOIS)
Claims (3)
炉体各点の温度、ガス成分及びシャフト温度を含む主要
生データを採取し、また、高炉の送風流量、送風温度、
小粒の焼結鉱割合、コークス比及び原料装入条件を含む
操業諸元を採取し、そして、前記主要生データに基づい
て高炉内の時間的及び空間的な状態についての特徴量を
抽出するとともに異常炉況を検知し、前記操業諸元に基
づいて操業変更の有無及びその変更項目を検知し、そし
て、前記主要生データ、前記特徴量及び前記操業諸元を
含む操業データを、異常炉況の有無、操業変更の有無及
び変更項目に応じて各々が複数のクラスを有する分類に
分ける工程と、 最新の操業データと、当該最新の操業データと同じ分類
下にあって、複数の前記操業データが所属している各ク
ラスとの多次元尺度を前記特徴量に基づいて求め、その
最新の操業データの多次元尺度がクラス間の多次元尺度
よりも小さいときには、最新の操業データとの間で最も
多次元尺度が小さいクラスに当該操業データを所属させ
て当該クラスの高炉の操業データを更新する工程と、 現操業の操業データと各クラスとの多次元尺度を求めて
現操業に近いクラスを特定し、そのクラスの中の操業デ
ータを同様事例として抽出して出力する工程とを有する
ことを特徴とする高炉の操業支援方法。1. Scanning a sensor attached to a blast furnace,
The main raw data including the temperature of each point of the furnace body, the gas components and the shaft temperature were collected, and the blast furnace blast flow rate, blast temperature,
The operation data including the sinter ratio of small grains, the coke ratio and the raw material charging conditions are collected, and based on the main raw data, feature amounts for the temporal and spatial conditions in the blast furnace are extracted. The abnormal furnace condition is detected, the presence or absence of an operation change and the change item are detected based on the operation data, and the operation data including the main raw data, the characteristic amount and the operation data are converted to the abnormal furnace condition. A process of classifying each class into classes having a plurality of classes according to the presence / absence, presence / absence of operation change, and items to be changed, and the latest operation data and a plurality of the operation data under the same classification as the latest operation data. A multidimensional scale with each class to which the class belongs to is determined based on the feature quantity, and when the multidimensional scale of the latest operation data is smaller than the multidimensional scale between the classes, the multidimensional scale between the latest operation data and Most Updating the blast furnace operation data of the class by assigning the operation data to a class having a small dimensional scale; and identifying a class close to the current operation by obtaining a multidimensional scale of the operation data of the current operation and each class. A process for extracting and outputting operation data in the class as a similar case.
る最も古いデータと置換することを特徴とする請求項1
記載の高炉の操業支援方法。2. The method according to claim 1, wherein the latest operation data is replaced with the corresponding oldest data in the same class.
Blast furnace operation support method as described.
ス間の多次元尺度より大きいときには、その最新の操業
データにより新しいクラスを作成し、また、クラス間の
多次元尺度が最も小さいものを選択して、両クラスを纏
めて1つのクラスとし、クラスの数を一定にすることを
特徴とする請求項1又は2記載の高炉の操業支援方法。3. When the multidimensional scale based on the latest operation data is larger than the multidimensional scale between classes, a new class is created based on the latest operation data, and the one with the smallest multidimensional scale between classes is selected. The blast furnace operation support method according to claim 1 or 2, wherein both classes are combined into one class, and the number of classes is fixed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126724A JP2982174B2 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Blast furnace operation support method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1126724A JP2982174B2 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Blast furnace operation support method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306364A JPH02306364A (en) | 1990-12-19 |
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Families Citing this family (2)
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1989
- 1989-05-22 JP JP1126724A patent/JP2982174B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 寺野寿郎、外2名、「応用ファジィシステム入門」第1版,オーム社、平成元年5月25日、p56−69,3・2節「高炉制御」 |
| 斉藤堯幸、「多次元尺度構成法」、計測と制御、計測自動制御学会、昭和58年1月、第22巻、第1号,P126−131 |
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| JPH02306364A (en) | 1990-12-19 |
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