首钢京唐公司“550m2烧结机智能闭环控制系统”开发纪实

近日，中国金属学会组织科技成果评价会，对首自信公司与首钢京唐公司合作完成的“550m2烧结机智能闭环控制系统”项目给予了“国际领先”的高度评价。这表明首钢人在国内首次成功实现了烧结机的整体智能闭环控制，为烧结机装上了像人一样功能完整的“大脑”，自动化烧结生产控制实现了新的跨越。

2007年初，首钢京唐公司的烧结机智能控制系统的设计、施工任务落到了首自信公司自动化研究所身上。首自信公司自动化研究所对比国内应用的烧结系统应用情况，以及日本、芬兰等国际知名厂家的烧结机控制系统后发现，尽管国内外的烧结控制系统研发上取得了明显进展，一些厂家采用了智能化控制系统。但只做到烧结生产的局部闭环，大部分仅仅解决了某个局部环节的智能控制问题。而首钢京唐公司建设的是国内最大的550m2烧结机，只做“局部文章”显然不够。“我们自己干，向实现烧结机智能化闭环控制的国际先进目标迈进。”自动化研究所的领导和技术人员经过认真研究决心大胆突破。

但是，要实现这一目标并不容易。烧结生产具有复杂性、非线性、时变性和不确定性，长期以来就是靠操作工凭经验进行控制的。而做到闭环智能控制，等于是取消人工控制，给烧结机装上一个高智商的“大脑”，使控制系统形成一个完整的体系，不仅实现自动采样、分析，还能自动判断生产情况，对配料、混料、烧结、冷却、破碎、筛分等所有生产工序及时准确进行调整和处理，让烧结生产保持和处于最佳状态。为了安装好这个“大脑”，自动化研究所项目部与首钢京唐公司人员密切合作，打破烧结机一、二级系统分开进行的惯例，提出一、二级系统“高度融合、衔接通畅、功能合理分担”的新思路，要给烧结机安上灵活、高效的“大脑”。

在具体实施过程中，一、二级系统做到在设计、施工上高度融合、同时进行，因而需要提前介入。项目经理蒋学军和项目负责人李亮举、左永红以及青年技术骨干周卫等人不分白天黑夜查资料、找信息、计算数据、进行方案设计……同时，他们还挤出时间，定期聚在自动化研究所不大的会议室进行集体研究。思路越来越清晰，他们采用人工智能、模糊控制、神经元网络控制、系统自学等新技术，有针对性地解决烧结生产复杂、时变等特殊工艺问题，并将系统的功能规划设计分为3个不同的层面，进而细化成18个不同的控制子功能，完成系统的质量闭环控制、烧结过程闭环控制和生产信息优化管理等核心功能，保证智能控制系统的稳定、可靠、实用、高效。

在随后进行的具体项目设计中，他们不断实现技术上的一个个突破。烧结终点控制是烧结生产中的难点，他们成功拟合出一条四次曲线，准确地反映出烧结机废气风箱温度，减少了温度控制的滞后性，实现了对烧结终点的间接控制。这一技术创新，获得了（国家）技术专利。他们还在FeO为主要指标的质量闭环控制、采用混匀矿物料跟踪实现无扰自动换堆；采用熔剂成分的跟踪和下料量的动态补偿，提高碱度稳定率；燃料破碎系统动态寻优控制方法等方面实现了技术突破。

针对烧结生产要处理的数据量大、工作量大的问题，自动化研究所技术人员独辟蹊径，设计了数据库处理烧结综合信息平台，并使用自己开发的源代码，用COM+程序方式进行软件编程。大家围绕着编程开动脑筋，想办法。李亮举随身带着笔记本电脑，在“十一”休假到黑龙江大庆看望岳父的路上，对着电脑编写了一路。经过艰苦努力，他们终于攻克难关，不仅完成了编程，还弥补了微软公司SQL2005软件的接口漏洞，保证了平台设计的顺利进行。随后，他们又针对烧结生产配料生产控制难度大的问题，采用高难度的线性规划法进行烧结碱度、硅钙比等复杂数据的计算。最终，巧妙运用18个数学公式，整合出一个计算程序，使自变量多、系数多、影响因素多，运算条件十分苛刻复杂的烧结配料计算，实现了最佳配料计算方法，采集数据精确到秒。

2009年7月1日，该系统在首钢京唐公司550㎡烧结机投入运行，烧结生产保持高水平，各项经济技术指标已经达到或超过设计指标，并且大大降低了成本，减少了人力，提高了工作效率。中国金属学会召开的科技成果评价会认为，这项具有首钢自主知识产权的“烧结智能专家系统”在优化配料、烧结终点判断、返矿的动态平衡控制等方面取得了多项技术创新成果，在控制理论应用方面也实现了新的突破，填补了首钢及国内空白，达到了国际领先水平，具有广阔的发展前景和推广价值。（来源：首钢日报）