基于智能預(yù)測(cè)算法的燒結(jié)工藝三維能耗監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鋼鐵企業(yè)的能源消耗問題以及工業(yè)流程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)控問題始終是鋼鐵行業(yè)關(guān)注的問題。燒結(jié)是鐵前三工藝之一，其生產(chǎn)過程是典型的物質(zhì)和能量的連續(xù)、非連續(xù)變化的復(fù)雜過程，且一些流程參數(shù)存在滯后性、測(cè)量不準(zhǔn)確等特點(diǎn)，因此加強(qiáng)燒結(jié)過程的監(jiān)督與控制能夠有效地控制能源消耗以及燒結(jié)礦的質(zhì)量。目前工業(yè)中運(yùn)用的三維監(jiān)控還比較少，大多運(yùn)用二維平面監(jiān)控，為了更真實(shí)的展現(xiàn)燒結(jié)工藝，本文利用三維技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。整體思路為：針對(duì)燒結(jié)工藝的動(dòng)態(tài)流程，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立模

2、型，完成工藝流程的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)；同時(shí)利用三維建模技術(shù)對(duì)流程進(jìn)行三維模型的建立完成監(jiān)控部分的設(shè)計(jì)。具體得到研究與設(shè)計(jì)結(jié)果如下：
　　1.參數(shù)選取：針對(duì)燒結(jié)工藝流程進(jìn)行詳細(xì)分析與了解，依據(jù)流程特點(diǎn)以及涉及到的各類工業(yè)參數(shù)，選取出對(duì)最終能耗影響較大的9個(gè)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。
　　2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：基于整個(gè)系統(tǒng)需求，進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并且對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的需求分析，完成基礎(chǔ)表功能的確定，再進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)的設(shè)

3、計(jì)，轉(zhuǎn)化為E-R圖，最終根據(jù)E-R圖進(jìn)行用戶表的設(shè)計(jì)。
　　3.能耗預(yù)測(cè)：針對(duì)燒結(jié)工藝流程特點(diǎn)以及參數(shù)特點(diǎn)，運(yùn)用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能耗的預(yù)測(cè)。針對(duì)參數(shù)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，完成能耗的靜態(tài)預(yù)測(cè)。此處的靜態(tài)預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)一天當(dāng)中平均的能耗（kgce/t），由于燒結(jié)工藝的連續(xù)性與時(shí)滯性，在靜態(tài)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)，即預(yù)測(cè)某采樣期的能耗值。動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為要預(yù)測(cè)的當(dāng)前采樣點(diǎn)的影響參數(shù)以及前幾采樣點(diǎn)的影響參數(shù)，輸

4、出為當(dāng)前采樣期的能耗值。這樣能夠充分考慮到工藝的時(shí)滯性，使能耗預(yù)測(cè)更為及時(shí)準(zhǔn)確。
　　4.針對(duì)監(jiān)控環(huán)節(jié)進(jìn)行了三維監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。功能包括流程顯示、數(shù)據(jù)的顯示、場(chǎng)景的切換、報(bào)警提示等。它涉及的主要模塊有：1）3D模型設(shè)計(jì)模塊：實(shí)現(xiàn)工業(yè)流程中各器件的三維再現(xiàn)，依據(jù)流程進(jìn)行三維模型的建立，包括燒結(jié)機(jī)、環(huán)冷機(jī)等模型的設(shè)計(jì)與創(chuàng)建；2）動(dòng)畫及界面顯示模塊：將創(chuàng)建好的3D模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D中，運(yùn)用自帶的粒子系統(tǒng)以及 GUI系統(tǒng)進(jìn)行三維