一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法及系统，包括：设置炼钢-连铸生产过程工艺参数；获取炼钢-连铸生产过程生产实际信息；扰动识别；确定所有扰动影响的炉次操作；确定扰动产生的炉次操作作业时间冲突情况；确定扰动产生的连铸计划性断浇情况；对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况预报；对连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况进行预报；对调度计划在线调整；现场的炼钢-连铸生产调整。本发明基于扰动识别、扰动影响的炉次分析、炉次作业时间冲突分析、连铸计划性断浇分析、炉次作业时间冲突工况确定、连铸计划性断浇工况确定和在线调度，提高调度计划的连续性和稳定性。
【专利说明】一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于炼钢-连铸【技术领域】，特别涉及一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]在高效连铸技术的推动下，炼钢-连铸生产对生产节奏提出了更高的要求。精炼是把钢水移到另一个容器中(主要是钢包)进行精炼，进行脱气、脱氧、脱硫，均匀化钢水的成分和温度、去除夹杂物、控制成分和升温的过程，也叫“二次炼钢或钢包精炼”。精炼在现代化的钢铁生产流程中已成为一个不可缺少的环节，尤其精炼与连铸相结合，是保证连铸生产顺行，扩大连铸品种，提高铸坯质量的重要手段。精炼除了能够实现高效精炼外，另一个重要功能是实现协调-缓冲，这种缓冲-协调功能主要体现在物质流、温度、质量(成分)和时间等重要技术参数的调控上，使炼钢炉和连铸机稳定地实现较长时间连续化运行。由于工艺复杂、设备繁多以及现场条件的变化，经常出现钢水在设备上作业时间的延迟，从而导致调度计划因出现计划性断浇或者时间冲突而变得不可行。当生产过程出现作业时间延迟扰动时，如何快速、有效地对调度计划进行调整对于保证钢水质量和生产稳定顺畅进行具有十分重要的意义。
[0003]目前在炼钢-连铸生产调度计划调整方面已有多个专利，如“200310110345.4 ( 一种一体化的钢铁企业生产过程在线计划调度系统与方法)”提供了生产计划编排、计划局部调整、在线生产调度等方法。“200410021578.1 (基于规则的特钢行业生产动态调度方法)”和“200410009705.6 ( —种炼钢连铸生产在线动态调度方法)”，实现了一种通过缩小编制计划的规模来减少改变影响，并对计划发生改变时采用人工调整和仿真模拟方式，基于滑动窗口的动态调度方法。“200610047001.7 ( —种通过计算机辅助指导炼钢、连铸供钢节奏的调度模型)”通过提供的调度模型，以合理误差为界定，采用前馈、反馈的调整方式，动态更新走行时刻表。“200910248956.2”(一种在线控制炼钢连铸的方法)针对时间扰动和转炉故障扰动分别采用基于规则的局部时间优化调整方法、基于模型的局部时间优化调整方法和基于模型的全部时间优化调整方法。“201110318384.8 ( —种基于HRCEA的特殊钢厂炼钢-连铸生产调度方法)”通过建立的调度规则和反馈的实时数据，采用一种基于混合规则的压缩-扩张算法对后续炉次作业计划进行调整，实现动态调度。上述专利均未针对炼钢-连铸生产计划在出现生产异常情况下，特别是在炉次作业延迟时间情况下，没有对发生的扰动对初始调度计划的影响程度进行深入分析，因此采用的调整方法尤其是完全重调度方法会对初始调度计划的影响过大，使得初调度计划无法保持较好的连续性和稳定性，进而使得生产处于频繁的调整过程中，不利于生产的稳定和顺畅运行。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法。[0005]本发明的技术方案是:
[0006]一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1:根据炼钢-连铸生产调度计划，设置炼钢-连铸生产过程工艺参数:包括工艺制造标准、设备类型、设备处理时间和设备运行时间；
[0008]步骤2:获取炼钢-连铸生产过程生产实际信息，并保存至本地数据库，所述炼钢-连铸生产过程生产实际信息包括炉次作业时间实际信息、炉次操作号、炉次操作的加工设备代码和炉次操作的加工状态；
[0009]步骤3:根据获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息进行扰动识别:将实际开工时间与炼钢-连铸生产调度计划中的开工时间进行比较，或者将实际完工时间与调度计划中的完工时间进行比较，当两者出现开工时间偏差或完工时间偏差时，确定发生作业时间扰动的炉次、扰动发生的所在设备、扰动量大小和时间扰动类型，时间扰动类型包括转炉开工时间延迟、转炉完工时间延迟、精炼炉开工时间延迟、精炼炉完工时间延迟、连铸加工开始时间延迟和连铸加工结束时间延迟；
[0010]步骤4:根据扰动识别的结果、生产实际信息、调度计划中未开工炉次操作的计划加工设备及其计划开工时间、计划完工时间，分析确定所有扰动影响的炉次操作；
[0011]步骤5:根据生产际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的炉次操作作业时间冲突情况；
[0012]步骤6:根据生产实际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的连铸计划性断浇情况；
[0013]步骤7:根据扰动产生的炉次作业时间冲突情况分析结果，对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况进行预报，确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度；
[0014]步骤8:根据扰动产生的连铸计划性断浇分析结果，对连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况进行预报，确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度:
[0015]步骤9:根据对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况预报结果和连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况预报结果，对调度计划进行在线调整，消除调度计划中出现的炉次操作作业时间冲突情况和消除调度计划中出现的连铸计划性断浇情况，并将调整结果保存至数据库；
[0016]步骤10:根据调整后的生产调度计划，进行现场的炼钢-连铸生产调整。
[0017]步骤7中所述确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度的具体规则如下:
[0018](I)如果通过仅调整前一个炉次在设备上的作业时间即解决炉次之间的作业时间冲突，或者仅调整后一个炉次在设备上的作业时间即解决炉次之间的作业时间冲突，则调度计划异常工况为一级作业时间冲突；
[0019](2)如果无法通过仅调整前一个炉次在设备上的作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，或者无法仅调整后一个炉次在设备上的操作作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，但通过同时调整两个炉次在设备上的作业时间可以解决炉次之间的作业时间冲突，则调度计划异常工况为二级作业时间冲突；
[0020](3)如果无法通过同时调整两个炉次在设备上的作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，但通过同时调整两个炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间能解决炉次之间的作业时间冲突，则调度计划异常工况为三级作业时间冲突；
[0021](4)如果无法通过同时调整两个炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间来解决炉次之间的作业时间冲突，但通过同时调整两个炉次和其他炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间能解决作业时间冲突，则调度计划异常工况为四级作业时间冲
关;
[0022](5)如果无法通过同时调整两个炉次和其他炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，但过调整两个炉次和其他炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的操作作业时间来解决作业时间冲突，则调度计划异常工况为五级作业时间冲突。
[0023]步骤8中所述确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度的具体规则如下:
[0024](I)如果仅通过调整前一个炉次在连铸机上的操作作业时间能解决连铸计划性断浇，或者仅通过调整后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为一级计划性断浇；
[0025](2)如果无法仅通过调整前一个炉次在连铸机上的作业时间来解决连铸计划性断浇，或者无法仅通过调整后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决连铸计划性断浇，但通过同时调整前一个炉次在连铸机上的操作作业时间和后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的操作作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为二级计划性断烧；
[0026](3)如果无法通过同时调整前一个炉次在连铸机上的作业时间和后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决连铸计划性断浇，但通过同时调整两个炉次及该两个炉次之前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为三级计划性断浇；
[0027](4)如果无法通过同时调整两个炉次及该两个炉次之前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的操作作业时间来解决连铸计划性断浇，但通过调整两个炉次及该两个炉次之前炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为四级计划性断浇。
[0028]步骤9中所述对炉次操作作业时间冲突的调度计划进行在线调整具体规则如下:
[0029](I)对于一级作业时间冲突，仅调整该炉次在设备上的作业时间来解决前后两个炉次之间的时间冲突，或者通过仅调整炉次在设备上的作业时间以解决两个炉次之间的作业时间冲突；
[0030](2)对于二级作业时间冲突，同时调整两个炉次在设备上的作业时间以解决两个炉次之间的时间冲突；
[0031](3)对于三级作业时间冲突，同时调整两个炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的作业时间以解决两个炉次之间的时间冲突；
[0032](4)对于四级作业时间冲突，调整两个炉次和其他炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的作业时间以解决两个炉次之间的时间冲突；
[0033](5)对于五级作业时间冲突，调整两个炉次和其他炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的作业时间来来解决两个炉次之间的时间冲突。[0034]步骤9中所述对连铸计划性断浇的调度计划进行在线调整具体规则如下:
[0035](I)对于一级连铸计划性断浇，调整前一炉次在连铸机上的作业时间来解决炉次当前炉次和前一炉次之间的断浇，或者通过调整当前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决当前炉次和前一炉次之间的断浇；
[0036](2)对于二级连铸计划性断浇，同时调整前一炉次在连铸机上的作业时间和当前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决当前炉次和前一炉次之间的断浇；
[0037](3)对于三级连铸计划性断浇，同时调整当前炉次之前的炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决当前炉次和前一炉次之间的断浇；
[0038](4)对于四级连铸计划性断浇，调整当前炉次之前的炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的作业时间来解决炉次当前炉次和前一炉次之间的断浇。
[0039]实现所述的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法所采用的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制系统，包括工艺参数设定模块、生产实际信息接收模块、扰动识别模块、受影响炉次分析模块、炉次作业时间冲突分析模块、连铸计划性断浇分析模块、炉次作业时间冲突工况确定模块、连铸计划性断浇工况确定模块、在线调度模块和本地数据库；
[0040]所述工艺参数设定模块用于根据炼钢-连铸生产调度计划，设置炼钢-连铸生产过程工艺参数:包括工艺制造标准、设备类型、设备处理时间和设备运行时间；
[0041]所述生产实际信息接收模块用于获取炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息并保存至本地数据库；
[0042]所述扰动识别模块用于根据获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息进行扰动识别，确定发生作业时间扰动的炉次、扰动发生的所在设备、扰动量大小和时间扰动类型；
[0043]所述受影响炉次分析模块用于根据扰动识别的结果、生产实际信息、调度计划中未开工炉次操作的计划加工设备及其计划开工时间、计划完工时间，分析确定所有扰动影响的炉次操作；
[0044]所述炉次作业时间冲突分析模块用于根据生产际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的炉次操作作业时间冲突情况；
[0045]所述连铸计划性断浇分析模块用于根据生产实际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析扰动产生的连铸计划性断浇情况；
[0046]所述炉次作业时间冲突工况确定模块用于根据扰动产生的炉次作业时间冲突情况分析结果，对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况进行预报，确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度；
[0047]所述连铸计划性断浇工况确定模块用于根据扰动产生的连铸计划性断浇分析结果，对连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况进行预报，确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度；
[0048]所述在线调度模块用于根据对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况预报结果和连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况预报结果，对调度计划进行在线调整，消除调度计划中出现的炉次操作作业时间冲突情况和消除调度计划中出现的连铸计划性断浇情况，并将调整结果保存至本地数据库；
[0049]所述本地数据库用于存储生产实际信息接收模块获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息和调度计划的在线调整结果。
[0050]有益效果:
[0051]已有的扰动情况下的炼钢-连铸生产调度方法没有对扰动事件对初始调度计划的影响程度进行深入分析，均是根据扰动类型和扰动大小采取人工经验或者规则方法对扰动进行分类，然后直接采用调度方法对所有炉次进行调整，从而导致对初始调度计划的调整过大，使得初始调度计划无法保持较好的连续性和稳定性。本发明针对作业时间延迟扰动问题，深入分析了作业时间延迟与炉次作业时间冲突、连铸计划性断浇之间的关系，提出了一种基于扰动识别、扰动影响的所有炉次分析、炉次作业时间冲突分析、连铸计划性断浇分析、炉次作业时间冲突工况确定、连铸计划性断浇工况确定和在线调度的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，大大减少了以往对调度计划的不必要的全局调整，提高了调度计划的连续性和稳定性，有利于整个生产的组织和顺畅进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]图1为本发明【具体实施方式】的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制系统的结构框图；
[0053]图2为本发明【具体实施方式】的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法的流程图；
[0054]图3为本发明【具体实施方式】的生产实际信息接收处理流程图；
[0055]图4为本发明【具体实施方式】的扰动识别处理流程图；
[0056]图5为本发明【具体实施方式】的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法的炉次作业时间冲突情况下的调度计划异常工况预报处理流程图；
[0057]图6为本发明【具体实施方式】的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法的连铸计划性断浇情况下的调度计划异常工况预报处理流程图；
[0058]图7为本发明【具体实施方式】的炉次作业时间冲突时的在线调度处理流程图；
[0059]图8为本发明【具体实施方式】的连铸计划性断浇时的在线调度流程图；
[0060]图9为本发明【具体实施方式】的14:21时刻的调度计划炉次操作之间的时间约束图；
[0061]图10为本发明【具体实施方式】的某时刻的调度计划信息显示画面；
[0062]图11为本发明【具体实施方式】的14:21时刻的调度计划信息显示画面。
【具体实施方式】
[0063]下面结合附图对本发明的具体实施进行详细说明。
[0064]本实施方式的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法采用保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制系统实现，如图1所示，该系统包括工艺参数设定模块、生产实际信息接收模块、扰动识别模块、受影响炉次分析模块、炉次作业时间冲突分析模块、连铸计划性断浇分析模块、炉次作业时间冲突工况确定模块、连铸计划性断浇工况确定模块、在线调度模块和本地数据库。
[0065]工艺参数设定模块用于根据炼钢-连铸生产调度计划，设置炼钢-连铸生产过程工艺参数:包括工艺制造标准、设备类型、设备处理时间和设备运行时间；[0066]生产实际信息接收模块用于获取炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息并保存至本地数据库；
[0067]扰动识别模块用于根据获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息进行扰动识别，确定发生作业时间扰动的炉次、扰动发生的所在设备、扰动量大小和时间扰动类型；
[0068]受影响炉次分析模块用于根据扰动识别的结果、生产实际信息、调度计划中未开工炉次操作的计划加工设备及其计划开工时间、计划完工时间，分析确定所有扰动影响的炉次操作；
[0069]炉次作业时间冲突分析模块用于根据生产际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的炉次操作作业时间冲突情况；
[0070]连铸计划性断浇分析模块用于根据生产实际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析扰动产生的连铸计划性断浇情况；
[0071]炉次作业时间冲突工况确定模块用于根据扰动产生的炉次作业时间冲突情况分析结果，对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况进行预报，确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度；
[0072]连铸计划性断浇工况确定模块用于根据扰动产生的连铸计划性断浇分析结果，对连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况进行预报，确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度；
[0073]在线调度模块用于根据对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况预报结果和连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况预报结果，对调度计划进行在线调整，消除调度计划中出现的炉次操作作业时间冲突情况和消除调度计划中出现的连铸计划性断浇情况，并将调整结果保存至本地数据库；
[0074]本地数据库用于存储生产实际信息接收模块获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息和调度计划的在线调整结果。
[0075]本实施方式中，将保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法及系统应用于如下生产线上:生产线包括:3座转炉(4LD、5LD、6LD)、精炼设备(5RH-1、5RH-2、3RH、LF-1、LF_2、IR_UT)、3 条连铸(4CC、5CC、6CC)。
[0076]本实施方式所涉及的字符及其含义如下:
[0077]1:浇次序号；
[0078]j:炉次序号；
[0079]k:操作序号；
[0080]Θ Jj:炉次Lij的总操作数；
[0081]Oijk:烧次i的炉次j的第k个操作；
[0082]Oiiijk):在设备上与操作Oijk紧邻的后续操作；
[0083]s'k:炉次操作Ouk在调度计划中的开工时间；
[0084]e；k:炉次操作Oijk在调度计划中完工时间；
[0085]S0im:炉次操作0I(ijk)在调度计划中的开工时间；
[0086]e；(ijk}:炉次操作0I(ijk)在调度计划中完工时间；[0087]s;:炉次操作Oijk的实际开工时间；
[0088]:炉次操作Oijk的实际完工时间；
[0089]:烧次i的炉次j的第k个操作在设备上的最小允许处理时间；
[0090]:浇次i的炉次j的第k个操作在设备上的最大允许处理时间；
[0091 ] plk:浇次i的炉次j的第k个操作在调度计划中的初始处理时间；
[0092]4 ;浇次i的炉次j的第k个操作在调度计划中的初始加工设备；
[0093]w(z°/A,z°M:);浇次I1的炉次J1的第Ic1个操作与浇次i2的炉次j2的第k2个操作之间的运输时间；
[0094]ζ%,}:设备上相邻操作Oijk和oI(ijk)之间的作业冲突时间；
[0095]:烧次i在连铸机上的相邻炉次LiH和Lij之间的连铸计划性断浇时间。
[0096]本实施方式的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，如图2所示，包括以下步骤:
[0097]步骤1:根据炼钢-连铸生产调度计划，设置炼钢-连铸生产过程工艺参数:包括工艺制造标准、设备类型、设备处理时间和设备运行时间；
[0098]步骤2:获取炼钢-连铸生产过程生产实际信息，并保存至本地数据库，炼钢-连铸生产过程生产实际信息包括炉次作业时间实际信息、炉次操作号、炉次操作的加工设备代码和炉次操作的加工状态；
[0099]炉次操作的加工设备分为转炉设备、精炼设备和连铸设备；炉次操作的加工状态分为开工状态和完工状态；炉次作业时间实际信息为炉次操作加工状态的发生时间，当炉次操作加工状态为开工状态时，炉次作业时间实际信息即为炉次操作开工时间，当炉次操作加工状态为完工状态时，炉次作业时间实际信息即为炉次操作完工时间。
[0100]如图3所示，根据实时的生产状况来获取生产实际信息，根据不同设备的生产实际信息在本地数据库中分别形成转炉生产实际信息表、精炼生产实际信息表和连铸生产实际信息表。
[0101]步骤3:根据获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息进行扰动识别:将实际开工时间4与炼钢-连铸生产调度计划中的开工时间4进行比较，或者将实际完工时间与调度计划中的完工时间4进行比较，如图4所示，当两者出现开工时间偏差或完工时间偏差时，确定发生作业时间扰动的炉次、扰动发生的所在设备、扰动量大小和时间扰动类型，时间扰动类型包括转炉开工时间延迟、转炉完工时间延迟、精炼炉开工时间延迟、精炼炉完工时间延迟、连铸加工开始时间延迟和连铸加工结束时间延迟；
[0102]本实施方式中，某一时刻的调度计划信息显示如图10所示，扰动识别结果为无扰动，对于图11所示的14:21时刻的调度计划信息，炉次L24在转炉5LD上的操作O241开始加工，即= 14:21 ,设备 m=5LD，O=O241 λ°41 =14:01 ,则r = s；41 ~4ι = 20 ,扰动识别结果为炉次L24在转炉5LD上出现了转炉开工时间延迟扰动，Y= IO241，5LD，y1；20}。
[0103]步骤4:根据扰动识别的结果、生产实际信息、调度计划中未开工炉次操作的计划加工设备及其计划开工时间、计划完工时间，分析确定所有扰动影响的炉次操作；
[0104]由于炉次操作之间的先后顺序关系和设备加工先后顺序关序，当发生炉次作业时间延迟扰动时会影响调度计划的调度性能指标，甚至使调度计划变得不可行。为了确定作业时间扰动对整个调度计划结果的影响，需要首先分析出可能受到影响的各个炉次。将调度计划中每台设备的工作状态分为空闲、加工炉次的第一个操作或中间操作、加工炉次的最后一个操作 ，分别用口、O、Λ表示这三种工作状态。同一炉次相邻操作间的时间间隔为运输时间和等待时间总和，用椭圆表示，基于上述图形建立炉次操作之间的时间约束关系图。操作之间的箭头表示操作作业时间延迟扰动造成的影响方向，同一设备上操作间的箭头表示前面炉次操作作业时间延迟将造成后续其他炉次操作的作业时间延迟。不同设备间的箭头表示前一个操作作业时间延迟将影响同一炉次后续操作的作业时间。为了分析某一操作的作业时间延迟对其他操作造成的影响，采用图论中反映系统节点连通性的可到达矩阵R来表示各操作之间的相互影响关系，R可以由邻接矩阵C来求得，邻接矩阵C表示图中各节点之间的邻接关系，具体定义如下:
[0105]
【权利要求】
1.一种保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:根据炼钢-连铸生产调度计划，设置炼钢-连铸生产过程工艺参数:包括工艺制造标准、设备类型、设备处理时间和设备运行时间； 步骤2:获取炼钢-连铸生产过程生产实际信息，并保存至本地数据库，所述炼钢-连铸生产过程生产实际信息包括炉次作业时间实际信息、炉次操作号、炉次操作的加工设备代码和炉次操作的加工状态； 步骤3:根据获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息进行扰动识别:将实际开工时间与炼钢-连铸生产调度计划中的开工时间进行比较，或者将实际完工时间与调度计划中的完工时间进行比较，当两者出现开工时间偏差或完工时间偏差时，确定发生作业时间扰动的炉次、扰动发生的所在设备、扰动量大小和时间扰动类型，时间扰动类型包括转炉开工时间延迟、转炉完工时间延迟、精炼炉开工时间延迟、精炼炉完工时间延迟、连铸加工开始时间延迟和连铸加工结束时间延迟； 步骤4:根据扰动识别的结果、生产实际信息、调度计划中未开工炉次操作的计划加工设备及其计划开工时间、计划完工时间，分析确定所有扰动影响的炉次操作； 步骤5:根据生产际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的炉次操作作业时间冲突情况； 步骤6:根据生产实际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的连铸计划性断浇情况； 步骤7:根据扰动产生的炉次作业时间冲突情况分析结果，对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况进行预报，确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度； 步骤8:根据扰动产生的连铸计划性断浇分析结果，对连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况进行预报，确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度； 步骤9:根据对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况预报结果和连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况预报结果，对调度计划进行在线调整，消除调度计划中出现的炉次操作作业时间冲突情况和消除调度计划中出现的连铸计划性断浇情况，并将调整结果保存至本地数据库； 步骤10:根据调整后的生产调度计划，进行现场的炼钢-连铸生产调整。
2.根据权利要求1所述的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，其特征在于:步骤7中所述确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度的具体规则如下: (1)如果通过仅调整前一个炉次在设备上的作业时间即解决炉次之间的作业时间冲突，或者仅调整后一个炉次在设备上的作业时间即解决炉次之间的作业时间冲突，则调度计划异常工况为一级作业时间冲突； (2)如果无法通过仅调整前一个炉次在设备上的作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，或者无法仅调整后一个炉次在设备上的操作作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，但通过同时调整两个炉次在设备上的作业时间可以解决炉次之间的作业时间冲突，则调度计划异常工况为二级作业时间冲突； (3)如果无法通过同时调整两个炉次在设备上的作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，但通过同时调整两个炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间能解决炉次之间的作业时间冲突，则调度计划异常工况为三级作业时间冲突； (4) 如果无法通过同时调整两个炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间来解决炉次之间的作业时间冲突，但通过同时调整两个炉次和其他炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间能解决作业时间冲突，则调度计划异常工况为四级作业时间冲突； (5)如果无法通过同时调整两个炉次和其他炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的操作作业时间来解决炉次操作作业时间冲突，但过调整两个炉次和其他炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的操作作业时间来解决作业时间冲突，则调度计划异常工况为五级作业时间冲突。
3.根据权利要求1所述的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，其特征在于:步骤8中所述确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度的具体规则如下: (1)如果仅通过调整前一个炉次在连铸机上的操作作业时间能解决连铸计划性断浇，或者仅通过调整后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为一级计划性断浇； (2)如果无法仅通过调整前一个炉次在连铸机上的作业时间来解决连铸计划性断浇，或者无法仅通过调整后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决连铸计划性断浇，但通过同时调整前一个炉次在连铸机上的操作作业时间和后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的操作作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为二级计划性断浇； (3)如果无法通过同时调整前一个炉次在连铸机上的作业时间和后一个炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决连铸计划性断浇，但通过同时调整两个炉次及该两个炉次之前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为三级计划性断浇； (4)如果无法通过同时调整两个炉次及该两个炉次之前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的操作作业时间来解决连铸计划性断浇，但通过调整两个炉次及该两个炉次之前炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的作业时间能解决连铸计划性断浇，则调度计划异常工况为四级计划性断浇。
4.根据权利要求1所述的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，其特征在于:步骤9中所述对炉次操作作业时间冲突的调度计划进行在线调整具体规则如下: (1)对于一级作业时间冲突，仅调整该炉次在设备上的作业时间来解决前后两个炉次之间的时间冲突，或者通过仅调整炉次在设备上的作业时间以解决两个炉次之间的作业时间冲突； (2)对于二级作业时间冲突，同时调整两个炉次在设备上的作业时间以解决两个炉次之间的时间冲突； (3)对于三级作业时间冲突，同时调整两个炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的作业时间以解决两个炉次之间的时间冲突； (4)对于四级作业时间冲突，调整两个炉次和其他炉次在转炉、精炼炉或连铸机上的作业时间以解决两个炉次之间的时间冲突； (5)对于五级作业时间冲突，调整两个炉次和其他炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的作业时间来来解决两个炉次之间的时间冲突。
5.根据权利要求1所述的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法，其特征在于:步骤9中所述对连铸计划性断浇的调度计划进行在线调整具体规则如下: (1)对于一级连铸计划性断浇，调整前一炉次在连铸机上的作业时间来解决炉次当前炉次和前一炉次之间的断浇，或者通过调整当前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决当前炉次和前一炉次之间的断浇； (2)对于二级连铸计划性断浇，同时调整前一炉次在连铸机上的作业时间和当前炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决当前炉次和前一炉次之间的断浇； (3)对于三级连铸计划性断浇，同时调整当前炉次之前的炉次在转炉、精炼炉或者连铸机上的作业时间来解决当前炉次和前一炉次之间的断浇； (4)对于四级连铸计划性断浇，调整当前炉次之前的炉次在转炉工序和精炼工序的加工设备及在设备上的作业时间来解决炉次当前炉次和前一炉次之间的断浇。
6.实现权利要求1所述的保 持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制方法所采用的保持炼钢-连铸生产稳定性的在线控制系统，其特征在于:包括工艺参数设定模块、生产实际信息接收模块、扰动识别模块、受影响炉次分析模块、炉次作业时间冲突分析模块、连铸计划性断浇分析模块、炉次作业时间冲突工况确定模块、连铸计划性断浇工况确定模块、在线调度模块和本地数据库； 所述工艺参数设定模块用于根据炼钢-连铸生产调度计划，设置炼钢-连铸生产过程工艺参数:包括工艺制造标准、设备类型、设备处理时间和设备运行时间； 所述生产实际信息接收模块用于获取炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息并保存至本地数据库； 所述扰动识别模块用于根据获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息进行扰动识别，确定发生作业时间扰动的炉次、扰动发生的所在设备、扰动量大小和时间扰动类型； 所述受影响炉次分析模块用于根据扰动识别的结果、生产实际信息、调度计划中未开工炉次操作的计划加工设备及其计划开工时间、计划完工时间，分析确定所有扰动影响的炉次操作； 所述炉次作业时间冲突分析模块用于根据生产际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析确定扰动产生的炉次操作作业时间冲突情况； 所述连铸计划性断浇分析模块用于根据生产实际信息、时间扰动类型和扰动影响的炉次操作，分析扰动产生的连铸计划性断浇情况； 所述炉次作业时间冲突工况确定模块用于根据扰动产生的炉次作业时间冲突情况分析结果，对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况进行预报，确定炉次操作作业时间冲突导致调度计划的异常程度； 所述连铸计划性断浇工况确定模块用于根据扰动产生的连铸计划性断浇分析结果，对连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况进行预报，确定连铸计划性断浇导致调度计划的异常程度； 所述在线调度模块用于根据对炉次操作作业时间冲突导致的调度计划异常工况预报结果和连铸计划性断浇导致的调度计划异常工况预报结果，对调度计划进行在线调整，消除调度计划中出现的炉次操作作业时间冲突情况和消除调度计划中出现的连铸计划性断浇情况，并将调整结果保存至本地数据库； 所述本地数据库用于存储生产实际信息接收模块获取的炼钢-连铸生产过程炉次作业时间实际信息和调度计划的在线调整结果。
【文档编号】G05B19/418GK103955173SQ201410108991
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】俞胜平, 柴天佑 申请人:东北大学