Архитектура системы и основные требования 5.1 Архитектура системы Архитектура системы показана на рисунке 1. Рисунок 1 Архитектура интеллектуальной системы контроля горения нагревательной печи Рисунок 5.2 Основные требования 5.2.1 Прибор обнаружения Тип и точность прибора обнаружения должны быть в состоянии точно отражать условия работы нагревательной печи и влияние системы управления. объекты должны включать температуру печного газа каждой секции, температуру заготовки на входе, остаточное содержание кислорода в каждой секции печного газа, состав газа, теплотворную способность газа, давление газа и т. д. 5.2.2 Сбор данных Сбор данных должен обеспечивать интеграцию нескольких протоколов и поддержку основных протоколов системы автоматизации в стране и за рубежом.Собранные данные должны включать данные управления складом заготовок, данные о поступающем материале непрерывного литья, данные планирования заготовок, данные отслеживания заготовок, обнаружения данные прибора, данные постпроизводства печи и т. д. 5.2.3 Внешняя связь Связь между интеллектуальной системой сжигания нагревательной печи и внешними системами должна быть совместима с гетерогенными протоколами и форматами обмена данными для обеспечения связи со всеми соответствующими системами и оборудованием нагревательной печи. 5.2.4 Хранение данных Интеллектуальная система сжигания нагревательной печи должна включать в себя различные методы хранения данных для удовлетворения различных сценариев применения.Обычно используемые методы хранения данных включают: открытую базу данных, файл образа памяти, сжатый файл на жестком диске, файл XML, ini. файл, файлы Excel и т. д. 6 Функциональный состав интеллектуальной системы сжигания нагревательной печи 6.1 Замкнутое регулирование температуры печи на уровне L1 на основе базы знаний о разнице температур печи Уровень L1 должен основываться на уровне L2 или заданной вручную целевой температуре печного газа в каждой секции печи. , основанный на базе знаний для принятия решений о разнице температур печи.Он определяет состояние печи и условия работы каждой секции в режиме реального времени и автоматически регулирует воздушные и газовые клапаны для управления потоком воздуха и газа, так что фактическое Измеренное значение термопары может быстро стабилизироваться в пределах диапазона целевой температуры и избежать колебаний и перерегулирования. 6.2 Автоматическое регулирование давления в печи на основе дискриминации давления в печи. Автоматическое регулирование давления в печи должно реализовывать систему давления в печи с микроположительным давлением на летке головки печи и нулевым давлением на входе хвостовой части печи, включая распределение давления по длине печи. и высота печи. , что позволяет слегка подсасывать воздух, когда время от времени выходит небольшое количество воздуха. Статус производства должен динамически измеряться, а база знаний по распознаванию давления в печи должна использоваться для автоматического регулирования давления в печи. Примечание: Статус производства относится к пустой печи->запуск установки->половина печи->полная печь, начало прокатки->медленная непрерывная->быстрая непрерывная->неисправность->постепенное опорожнение. 6.3 Автоматическое регулирование соотношения воздух-топливо на основе углубленного изучения рабочих параметров.Автоматическое регулирование соотношения воздух-топливо должно соответствовать требованиям определенной температурной системы печи, разумно устанавливать и оптимизировать соотношение воздуха и топлива каждой секции печи, и уменьшить потери тепла с выхлопными газами для повышения эффективности сгорания и качества отопления.; В то же время соотношение воздух-топливо должно быть разумно оптимизировано, чтобы отрегулировать содержание кислорода в топочном газе, чтобы уменьшить окисление и потери при горении. заготовка. Параметры, связанные с работой, такие как поток газа/воздуха, давление, открытие клапана и остаточный кислород в каждой секции, должны быть собраны, а также должны быть тщательно изучены параметры сильной корреляции для оптимизации соотношения воздух-топливо, а также характеристические кривые газовых и воздушных клапанов. следует адаптивно корректировать для достижения оптимального управления соотношением воздух-топливо. 6.4 Автоматический контроль температуры дыма Автоматический контроль температуры дыма должен иметь возможность автоматически регулировать выбросы дымовых газов в соответствии с нагрузкой отопительной печи. Чтобы повысить коэффициент использования дымовых газов, точка контроля температуры дымовых газов автоматически оптимизируется под различные рабочие условия, чтобы эффективно координировать температуру самого дымового газа и давление в печи. 6.5 Функция прогнозирования температуры заготовки на основе оптимального отклонения модели Функция прогнозирования температуры заготовки должна иметь возможность рассчитывать поле температуры заготовки в реальном времени на основе положения заготовки в печи.Теплопроводность и экранирующий эффект водоохлаждаемой балки также необходимо учитывать при моделировании. Технология интеллектуального анализа данных используется для описания неопределенности ограниченного набора измеренных данных и параметров модели как случайного процесса, установления поверхности отклика, расширения проверочных измерений динамического отклика и получения оптимального отклонения модели в неопределенных условиях для оптимизации модели. и улучшить точность модели. Он должен иметь следующие функции: a) Пустая модель теплопроводности. Создана нестационарная модель теплопроводности поперечного сечения расчетной области, в которой основное внимание уделяется исследованию изменений температуры в соответствующих направлениях поперечного сечения заготовки и неравномерности температуры, вызванной теплопроводностью и экранированием водоохлаждаемой балки. , например черные метки; б) Модель теплопередачи печи. Опишите результаты взаимодействия факторов, таких как поток газа и радиационная теплопередача в печи: c) Модель окисления. Потери при сжигании при окислении оцениваются по температуре заготовки и скорости окисления как целевому параметру для управления оптимизацией температуры печи; d) Испытание черного ящика. Эксперимент, в котором термопары встраиваются в разные положения заготовки для проверки температуры заготовки и печного газа, используется для коррекции коэффициента теплопередачи модели прогнозирования температуры заготовки. 6.6 Функция интеллектуальной оптимизации температуры печи, которая автоматически определяет состояние печи 6.6.1 Интеллектуальная оптимизация температуры печи Для реализации функции интеллектуальной оптимизации температуры печи, качества нагрева заготовки, допустимого диапазона скорости нагрева каждой секции печи, целевого диапазона температур каждой секция печи, и температура печи должна быть всесторонне учтена.Значение настройки температуры печи динамически оптимизируется на основе таких факторов, как верхний и нижний пределы температуры, производственный ритм и рабочее потребление энергии. В то же время большие данные о рабочих параметрах нагревательной печи интеллектуально анализируются, чтобы сформировать базу знаний для интеллектуальной оптимизации температуры печи.Он имеет возможность автоматически определять изменения в характеристиках продукта и условиях печи для оптимизации настроек температуры печи. Примечание: Качество нагрева заготовки определяется отклонением заданной температуры печи и разницей температур в поперечном сечении 6.6.2 Оптимальная модель кривой нагрева заготовки Оптимальная модель кривой нагрева заготовки должна принимать температуру печи Каждая секция является целевой температурой оптимизации. После установки температуры печи для каждой секции мы можем получить идеальный температурный профиль печи для достижения целей по производству заготовок. На основе исторических производственных данных каждой спецификации продукта в сочетании с различными интеллектуальными алгоритмами исторические данные в базе знаний рассчитываются для построения оптимальной кривой нагрева для каждой спецификации продукта. 6.6.3 Необходимая температурная модель печи Модель необходимой температуры печи должна основываться на оптимальной кривой нагрева заготовки и прогнозируемой температуре заготовки для определения необходимой температуры печи для каждой заготовки, подлежащей нагреву, до целевой температуры на выходе каждой секции. . 6.6.4 Комплексная модель настройки температуры печи Комплексная модель настройки температуры печи должна основываться на положении каждой заготовки в каждой секции в сочетании с типом стали, позиционным весом, расположением вакансий, целевой температурой, текущей температурой, прогнозируемой температурой на выходе и т. д. Установите вес систем отопления различных плит, рассчитайте комплексную систему отопления этого раздела и автоматически отрегулируйте температуру печи. На основе параметров производственной работы нагревательной печи формируется карта знаний о корреляции температур печи для интеллектуального восприятия условий печи для динамической оптимизации настройки температуры печи путем определения смешанных условий загрузки, прогнозирования производственного ритма и предварительного контроля условий работы. 6.6.5 Модель установки температуры в печи с задержкой Модель установки температуры в печи с задержкой должна иметь возможность разумно распределять оставшееся время в печи и пересчитывать необходимую температуру печи для обеспечения температуры заготовки на выходе и нагрева при ожидании прокатки, ожидании нагрева, отказе и останов.Качество соответствует прокатным требованиям. 6.6.6 Модель процесса стратегии нагрева Модель процесса стратегии нагрева должна быть основана на информации отслеживания заготовок, а интеллектуальный модуль восприятия рабочего состояния должен оценивать текущий тип рабочего состояния нагревательной печи на основе библиотеки стратегий интеллектуальной экспертной системы сгорания, сформированной большими данные, получить соответствующий код стратегии и объединить такую информацию, как температура заготовок, ожидание прокатки, регулировка ритма и другая информация, поступающая обратно после печи, посредством интеллектуального рассуждения, разумно устанавливать вес нагрева различных заготовок в каждой секции печи, и установить соответствующую тепловую систему для каждой секции. 6.7 Функция оценки качества нагрева заготовки Оценка качества нагрева заготовки должна проводить анализ в реальном времени больших объемов одновременных и пространственных больших данных, таких как температура заготовки, местоположение, условия работы и оборудование, для анализа взаимосвязи между качеством нагрева и кривыми нагрева, оборудованием и работой. условия. Показатели оценки в основном включают в себя однородность температуры заготовки, точность контроля температуры заготовки и проблему перегорания заготовки. 6.8 Функция оценки энергоэффективности нагревательной печи Оценка энергоэффективности нагревательной печи должна основываться на данных испытаний теплового баланса нагревательной печи, данных испытаний по отслеживанию температуры заготовки и рассчитанных в реальном времени данных о тепловой эффективности нагревательной печи для формирования энергопотребления нагревательной печи и производительность, тип стали, характеристики, условия топлива и др. База знаний о состоянии печи и других параметрах, а также создать систему оценки энергоэффективности нагревательной печи для объективной оценки уровней энергопотребления нагревательной печи и эффектов энергосберегающей трансформации. Примечание. Под термическим КПД понимается процентное соотношение тепла, поглощенного заготовкой, к сумме химического тепла топлива и других источников тепла, подаваемых в печь. 7 Требования к производительности интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи 7.1 Теплопроизводительность В режиме автоматического управления температурой печи L1/L2 выходные данные каждой спецификации продукта должны соответствовать стандартным требованиям к производительности производственной линии. 7.2 Удельный расход топлива следует рассчитывать, используя для расчета теплопроизводительности массу заготовки, извлеченной за определенное время. Удельный расход топлива следует рассчитывать, исходя из количества топлива, израсходованного за это время. Удельный расход топлива должен соответствовать требованиям производственной линии. 7.3 Потери при горении при окислении следует взвешивать или рассчитывать по формуле (1) для окалины оксидов железа, удаляемой водой под высоким давлением. ………(1) В формуле:
——Вес заготовки перед поступлением в печь, единица измерения — тонна (т);
——Вес готового изделия, единица измерения — тонна (т). Индекс потерь при горении при окислении должен соответствовать требованиям производственной линии. 7.4. Разница температур секции должна основываться на температуре, измеренной в точке заглубленной пары при испытании черного ящика, а разница температур секции должна соответствовать требованиям производственной линии. 7.5 Однородность заготовки в направлении длины должна достигать температуры, которая может объективно отражать качество нагрева, например, температура после горячей прокатки и черновой прокатки. Разделите заготовку на три части: голову, середину и хвост и возьмите среднее значение соответственно.Разница температур между тремя должна соответствовать требованиям производственной линии. 7.6 Точность модели прогнозирования температуры процесса полного нагрева. Отклонение измеренной температуры черного ящика (средняя температура) и кривой процесса полного нагрева, рассчитанной по модели (средняя температура), должно соответствовать требованиям производственной линии. 7.7 Точность модели прогнозирования температуры для средней температуры печи Отклонение между средней температурой печи, измеренной черным ящиком, и средней температурой, рассчитанной по модели, должно соответствовать требованиям производственной линии 7.8 Печь Температура каждой секции печи. Коэффициент интеллектуального регулирования температуры устанавливается с помощью интеллектуальной модели без ручного вмешательства. Коэффициент интеллектуального управления температурой печи должен соответствовать требованиям производственной линии. 7.9 Коэффициент использования функций интеллектуальной системы управления горением Все функции, предусмотренные в главе 6 настоящего документа, должны быть задействованы, а коэффициент использования должен соответствовать требованиям производственной линии. 7.10 Производительность интеллектуальной системы управления горением Производительность должна соответствовать требованиям производственной линии и рассчитываться по формуле (2). …………(2) В формуле: : интенсивность работы; : время нормальной работы оборудования, единица измерения – минута (мин); : время нештатной работы оборудования, то есть сумма, единица измерения – минута (мин); : отказ оборудования сумма событий Время ремонта, единица — минута (мин); : Время ожидания ремонта, единица — минута (мин); : Время, когда система не может нормально работать из-за отказа, не вызванного оборудованием, например, из-за несоответствия энергоносителя требования к нормальной работе оборудования, единица измерения – минуты (мин). 7.11 Средняя загрузка ЦП в течение указанного времени скорости загрузки интеллектуальной системы управления горением должна соответствовать требованиям производственной линии. 7.12 Время ответа HMI и время переключения запросов, связанных с базой данных, не должны включаться во время. Время отклика и время переключения ЧМИ должны соответствовать требованиям производственной линии. Примечание: Время отклика HMI относится к выбору n часто используемых рабочих экранов, время отклика каждого события подсчитывается с помощью секундомера после щелчка, а также проверяется среднее время отклика m операций на экране; Время переключения HMI относится к выбору n экранов общих операций и тест m Среднее время отклика операции переключения экрана. 8. Метод испытания интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи. Система должна быть установлена и развернута на производственной линии, и каждая функция должна стабильно работать в режиме онлайн после отладки на месте. Производственные данные должны использоваться для точной статистики, а производительность производственной линии в течение периода должна быть ниже среднегодовой среднемесячной производительности. Тестирование черного ящика следует использовать для проверки точности модели прогнозирования температуры и корректировки ее коэффициентов. 9 Правила проверки интеллектуальной системы управления горением отопительной печи Правила проверки интеллектуальной системы управления горением отопительной печи должны отвечать следующим требованиям: а) оборудование нагревательной печи находится в исправном состоянии и не имеет неисправностей; часовая производительность одной печи соответствует стандартная почасовая производительность производственной линии; в) Долгосрочное стабильное производство, при котором время ожидания температуры должно быть ниже, чем требования производственной линии; г) Теплотворная способность и диапазон колебаний давления газа соответствуют требованиям производственной линии; д) План производства представляет собой общие спецификации продукта, без каких-либо специальных заготовок или заготовок для технологических экспериментов. 10 Установка и настройка интеллектуальной системы управления горением отопительной печи Установка и настройка интеллектуальной системы управления горением отопительной печи должны отвечать следующим требованиям: a) Интеллектуальная система управления горением отопительной печи развернута на общем ПК-сервере на базе Windows или систему Linux; b) Интеллектуальное управление горением нагревательной печи Часть функции управления системы развернута по меньшей мере на одном сервере; c) Часть хранения данных интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи развернута по крайней мере на одном сервере; d ) HMI развертывается на ПК общего назначения на базе системы Windows. 11 Приемка интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи Приемка интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи должна осуществляться в соответствии с правилами проверки, указанными в главе 8 настоящего документа, и использовать экспериментальный метод, указанный в главе 9 настоящего документа, для проверки эффективности система одна за другой и отвечает требованиям производственной линии. 12 Эксплуатация и обслуживание интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи Эксплуатация и обслуживание интеллектуальной системы управления горением нагревательной печи должны отвечать следующим требованиям: a) Интеллектуальная система управления горением нагревательной печи должна работать онлайн и стабильно в режиме реального времени; b ) Регулярно очищайте оборудование, такое как серверы и терминалы HMI, чтобы обеспечить его нормальную работу; c) Регулярно проверяйте сеть, чтобы устранить скрытые опасности и убедиться, что сеть стабильна и бесперебойна; d) Регулярно проверяйте все измерительные приборы и оборудование, чтобы убедиться в том, что они работают нормально, например, термопары, пирометры печей, регулирующие клапаны, расходомеры, вентиляторы, дверцы печи, рольганги и т. д. д) Регулярно создавайте резервные копии производственных данных и очищайте онлайн-данные.
T/CISA 203-2022 История
2022T/CISA 203-2022 Технические требования к интеллектуальной системе управления горением нагревательной печи в черной металлургии