T/CISA 203-2022 Requisitos técnicos para el sistema inteligente de control de combustión de hornos de calefacción en la industria siderúrgica. (Versión en inglés)
Arquitectura del sistema y requisitos básicos 5.1 Arquitectura del sistema La arquitectura del sistema se muestra en la Figura 1. Figura 1 Arquitectura del sistema de control de combustión inteligente del horno de calentamiento Figura 5.2 Requisitos básicos 5.2.1 Instrumento de detección El tipo y la precisión del instrumento de detección deben poder reflejar con precisión las condiciones del horno de calentamiento y el efecto del sistema de control. Los objetos deben incluir la temperatura del gas del horno de cada sección, la temperatura del billete de entrada, el contenido de oxígeno residual de cada sección del gas del horno, la composición del gas, el poder calorífico del gas, la presión del gas, etc. 5.2.2 Recopilación de datos La recopilación de datos debe poder integrar múltiples protocolos y admitir los principales protocolos de los sistemas de automatización nacionales y extranjeros. Los datos recopilados deben incluir datos de gestión del almacén de palanquillas, datos de material entrante de colada continua, datos de planificación de palanquillas, datos de seguimiento de palanquillas y detección. datos de instrumentos, datos de posproducción del horno, etc. 5.2.3 Comunicación externa La comunicación entre el sistema de combustión inteligente del horno de calentamiento y los sistemas externos debe ser compatible con protocolos heterogéneos y formatos de intercambio de datos para lograr la comunicación con todos los sistemas y equipos relacionados del horno de calentamiento. 5.2.4 Almacenamiento de datos El sistema de combustión inteligente del horno de calefacción debe incluir una variedad de métodos de almacenamiento de datos para satisfacer diferentes escenarios de aplicación. Los métodos de almacenamiento de datos más utilizados incluyen: base de datos abierta, archivo de imagen de memoria, archivo comprimido en el disco duro, archivo XML, ini archivo, archivos excel, etc. 6 Composición funcional del sistema de combustión inteligente del horno de calentamiento 6.1 Control de circuito cerrado de temperatura del horno de nivel L1 basado en la base de conocimientos de diferencia de temperatura del horno El nivel L1 debe basarse en el nivel L2 o la temperatura objetivo del gas del horno establecida manualmente para cada sección del horno , basado en el conocimiento de la base de toma de decisiones de la diferencia de temperatura del horno. Detecta las condiciones del horno y las condiciones de trabajo de cada sección en tiempo real, y ajusta automáticamente las válvulas de aire y gas para controlar el flujo de aire y gas, de modo que el real El valor medido del termopar puede estabilizarse rápidamente dentro del rango de error de temperatura objetivo y evitar oscilaciones y sobreimpulsos. 6.2 Control automático de la presión del horno basado en la discriminación de la presión del horno Base de conocimientos El control automático de la presión del horno debe implementar un sistema de presión del horno con presión micropositiva en el orificio del grifo del cabezal del horno y presión cero en la entrada de la cola del horno, incluida la distribución de presión a lo largo de la longitud del horno. y altura del horno. , permitiendo una ligera succión de aire cuando ocasionalmente se escapa una pequeña cantidad de aire. El estado de producción debe detectarse dinámicamente y la base de conocimientos sobre discriminación de presión del horno debe usarse para el control automático de la presión del horno. Nota: El estado de producción se refiere a horno vacío->inicio de instalación->medio horno->horno lleno, inicio de laminación->lento continuo->rápido continuo->fallo->vacío gradual. 6.3 Control automático de la relación aire-combustible basado en una exploración en profundidad de los parámetros operativos. El control automático de la relación aire-combustible debe cumplir con los requisitos de un determinado sistema de temperatura del horno, establecer y optimizar razonablemente la relación aire-combustible de cada sección del horno, y reducir la pérdida de calor del escape de gases de combustión para mejorar la eficiencia de la combustión y la calidad de la calefacción.; Al mismo tiempo, la relación aire-combustible debe optimizarse razonablemente para ajustar el contenido de oxígeno del gas del horno para reducir la oxidación y la pérdida por combustión del palanquilla. Se deben recopilar los parámetros relacionados con la operación, como el flujo de gas/aire, la presión, la apertura de la válvula y el oxígeno residual en cada sección, y se deben explorar en profundidad los parámetros de fuerte correlación para la optimización de la relación aire-combustible y las curvas características de las válvulas de gas y aire. debe corregirse de forma adaptativa para lograr un control óptimo de la relación aire-combustible. 6.4 Control automático de la temperatura de los humos El control automático de la temperatura de los humos debería poder ajustar automáticamente las emisiones de gases de combustión de acuerdo con la carga del horno de calefacción. Para aumentar la tasa de utilización de los gases de combustión, el punto de control de la temperatura de los gases de combustión se optimiza automáticamente en diferentes condiciones de trabajo para coordinar de manera efectiva la temperatura de los gases de combustión y la presión del horno. 6.5 Función de predicción de la temperatura de la palanquilla basada en la desviación óptima del modelo La función de predicción de la temperatura de la palanquilla debería poder calcular el campo de temperatura de la palanquilla en tiempo real basándose en la posición de la palanquilla en el horno. La conducción de calor y el efecto de blindaje de la viga enfriada por agua. También debe tenerse en cuenta durante el modelado. La tecnología de minería de datos se utiliza para describir la incertidumbre de un conjunto limitado de datos medidos y parámetros del modelo como un proceso aleatorio, establecer una superficie de respuesta, expandir la medición de verificación de la respuesta dinámica y obtener la desviación óptima del modelo en condiciones inciertas para optimizar el modelo. y mejorar el modelo Precisión. Deberá tener las siguientes funciones: a) Modelo de conducción térmica en blanco. Se establece un modelo de conductividad térmica inestable para la sección transversal del dominio computacional, centrándose en examinar los cambios de temperatura en las direcciones relevantes de la sección transversal del tocho y la desigualdad de temperatura causada por la conductividad térmica y el blindaje de la viga enfriada por agua. , como marcas negras; b) Modelo de transferencia de calor del horno. Describir los resultados de factores de acoplamiento como el flujo de gas y la transferencia de calor por radiación en el horno; c) Modelo de oxidación. La pérdida por combustión por oxidación se estima a través de la temperatura de la palanquilla y la velocidad de oxidación como elemento objetivo para el control de optimización de la temperatura del horno; d) Prueba de caja negra. Se utiliza un experimento en el que se construyen termopares en diferentes posiciones del tocho para probar la temperatura del tocho y del gas del horno para corregir el coeficiente de transferencia de calor del modelo de predicción de la temperatura del tocho. 6.6 Función de optimización inteligente de la temperatura del horno que detecta automáticamente las condiciones del horno 6.6.1 Optimización inteligente de la temperatura del horno Para realizar la función de optimización inteligente de la temperatura del horno, la calidad de calentamiento de la palanquilla, el rango de velocidad de calentamiento permitido de cada sección del horno, el rango de temperatura objetivo de cada La sección del horno y la temperatura del horno deben considerarse exhaustivamente. El valor de ajuste de la temperatura del horno se optimiza dinámicamente en función de factores como los límites de temperatura superior e inferior, el ritmo de producción y el consumo de energía operativa. Al mismo tiempo, los grandes datos de los parámetros operativos del horno de calentamiento se analizan inteligentemente para formar una base de conocimientos para la optimización inteligente de la temperatura del horno. Tiene la capacidad de detectar automáticamente cambios en las especificaciones del producto y las condiciones del horno para optimizar los ajustes de temperatura del horno. Nota: La calidad de calentamiento del tocho se refiere a la desviación de la temperatura objetivo del horno y la diferencia de temperatura de la sección transversal 6.6.2 El modelo de curva de calentamiento óptimo del tocho El modelo de curva de calentamiento óptimo del tocho debe tomar la temperatura del horno de cada sección como temperatura objetivo de optimización. Después de ajustar la temperatura del horno de cada sección, podemos obtener el perfil de temperatura del horno ideal para cumplir con los objetivos de producción de palanquilla. Con base en los datos históricos de producción de cada especificación de producto, combinados con una variedad de algoritmos inteligentes, los datos históricos en la base de conocimientos se calculan para construir la curva de calentamiento óptima para cada especificación de producto. 6.6.3 Modelo de temperatura del horno necesario El modelo de temperatura del horno necesario debe basarse en la curva de calentamiento óptima del tocho y la temperatura prevista del tocho para determinar la temperatura del horno necesaria para cada tocho que se calentará hasta la temperatura de salida objetivo de cada sección. . 6.6.4 Modelo integral de ajuste de temperatura del horno El modelo integral de ajuste de temperatura del horno debe basarse en la posición de cada pieza en bruto en cada sección, combinada con el tipo de acero, el peso de la posición, la disposición de las vacantes, la temperatura objetivo, la temperatura actual y la temperatura de salida prevista, etc. Establezca los pesos de los sistemas de calefacción de diferentes losas, calcule el sistema de calefacción integral de esta sección y ajuste automáticamente la temperatura del horno. Con base en los parámetros de operación de producción del horno de calentamiento, se forma un mapa de conocimiento de correlación de temperaturas del horno para percibir inteligentemente las condiciones del horno para optimizar dinámicamente el ajuste de temperatura del horno mediante la identificación de condiciones de carga mixtas, la predicción del ritmo de producción y el control previo de las condiciones de trabajo. 6.6.5 Modelo de ajuste retardado de la temperatura del horno El modelo de ajuste retardado de la temperatura del horno debe poder asignar razonablemente el tiempo restante en el horno y recalcular la temperatura necesaria del horno para garantizar la temperatura de salida de la palanquilla y el calentamiento cuando se espera el laminado, se espera el calentamiento o falla. y apagado.La calidad cumple con los requisitos de rodadura. 6.6.6 Modelo de proceso de estrategia de calentamiento El modelo de proceso de estrategia de calentamiento debe utilizar el módulo inteligente de detección de condiciones de trabajo para determinar el tipo de condición de trabajo actual del horno de calentamiento con base en la información de seguimiento de la palanquilla. Basado en la biblioteca de estrategias del sistema experto de combustión inteligente formada por big data, el código de estrategia coincidente debe recuperarse y combinarse con información como la temperatura de la palanquilla, la espera de laminación y el ajuste del ritmo se retroalimentan desde el horno. A través del razonamiento inteligente, los pesos de calentamiento de diferentes palanquillas en cada sección del horno se configuran de manera inteligente y correspondientes. Se establecen sistemas térmicos para cada tramo. 6.7 Función de evaluación de la calidad de calentamiento de la palanquilla La evaluación de la calidad de calentamiento de la palanquilla debe realizar análisis en tiempo real de datos masivos simultáneos y espaciales, como la temperatura, ubicación, condiciones de trabajo y equipos de la palanquilla para analizar la relación entre la calidad de la calefacción y las curvas de calefacción, el equipo y el trabajo. condiciones. Los indicadores de evaluación incluyen principalmente la uniformidad de la temperatura de la palanquilla, la precisión del control de la temperatura de la palanquilla y el problema de la quema excesiva de la palanquilla. 6.8 Función de evaluación de la eficiencia energética del horno de calentamiento La evaluación de la eficiencia energética del horno de calentamiento debe basarse en los datos de la prueba de balance de calor del horno de calentamiento, los datos de la prueba de seguimiento de la temperatura de la palanquilla y los datos de eficiencia térmica calculados en tiempo real del horno de calentamiento para formar el consumo de energía del horno de calentamiento y productividad, tipo de acero, especificaciones, condiciones del combustible y otros, base de conocimientos sobre las condiciones del horno y otros parámetros, y establecer un sistema de evaluación de la eficiencia energética del horno de calefacción para evaluar objetivamente los niveles de consumo de energía del horno de calefacción y los efectos de la transformación del ahorro de energía. Nota: La eficiencia térmica se refiere al porcentaje de calor absorbido por la palanquilla con respecto a la suma del calor químico del combustible y otras fuentes de calor suministradas al horno. 7 Requisitos de rendimiento para el sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción 7.1 Capacidad de calefacción En el modo de control automático de temperatura del horno L1/L2, la salida de cada especificación de producto debe cumplir con los requisitos de salida estándar de la línea de producción. 7.2 El consumo unitario de combustible debería calcularse utilizando el peso de la palanquilla extraída en un tiempo determinado para calcular la capacidad de calefacción. El consumo unitario de combustible debería calcularse utilizando la cantidad de combustible consumido durante ese tiempo. El consumo unitario debería cumplir los requisitos de la línea de producción. 7.3 La pérdida por combustión por oxidación debe pesarse o calcularse de acuerdo con la fórmula (1) pesando la báscula de óxido de hierro eliminada del tocho con agua a alta presión. …………(1) En la fórmula:
——El peso de la palanquilla antes de entrar al horno, en toneladas (t);
——El peso del producto terminado, en toneladas (t). El índice de pérdida por combustión por oxidación debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.4 La diferencia de temperatura de la sección transversal debe basarse en la temperatura medida en el punto de unión enterrado en la prueba de caja negra, y la diferencia de temperatura de la sección transversal debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.5 La uniformidad en la dirección longitudinal de la palanquilla debería estar determinada por una temperatura que pueda retroalimentar objetivamente la calidad del calentamiento, como la temperatura después del laminado en caliente y del laminado en desbaste. Divida el espacio en blanco en tres áreas: la cabeza, el medio y la cola, y promedielos respectivamente. La diferencia de temperatura entre las tres áreas debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.6 Precisión del modelo de predicción de la temperatura del proceso de calentamiento completo La desviación de la temperatura medida en la caja negra (temperatura promedio) y la curva del proceso de calentamiento completo del cálculo del modelo (temperatura promedio) debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.7 La precisión del modelo de predicción de temperatura para la temperatura promedio del horno. La desviación entre la temperatura promedio del horno medida por la caja negra y la temperatura promedio calculada por el modelo debe cumplir con los requisitos de la línea de producción; 7.8 El horno La temperatura de cada sección de la relación de control inteligente de temperatura del horno se establece mediante un modelo inteligente sin intervención manual. La relación de control inteligente de la temperatura del horno debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.9 Tasa de utilización de la función del sistema de control de combustión inteligente Se deben poner en uso todas las funciones especificadas en el Capítulo 6 de este documento, y la tasa de utilización debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.10 Tasa de operación del sistema de control de combustión inteligente La tasa de operación debe cumplir con los requisitos de la línea de producción; debe calcularse de acuerdo con la fórmula (2). …………(2) En la fórmula: : tasa de operación; : tiempo de operación normal del equipo, la unidad es minuto (min); : tiempo de operación anormal del equipo, es decir, la suma, la unidad es minuto (min); : falla del equipo suma de ocurrencias Tiempo de reparación, la unidad es un minuto (min); : Tiempo de espera para la reparación, la unidad es un minuto (min); : Tiempo en el que el sistema no puede funcionar normalmente debido a una falla no causada por el equipo, como por ejemplo el medio de energía que no cumple con los requisitos para el funcionamiento normal del equipo, la unidad es minutos (min). 7.11 La carga promedio de la CPU dentro del período de tiempo especificado de la tasa de carga del sistema de control de combustión inteligente debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. 7.12 Las consultas relacionadas con la base de datos de tiempo de conmutación y respuesta de HMI no deben incluirse en el tiempo. El tiempo de respuesta y conmutación de HMI debe cumplir con los requisitos de la línea de producción. Nota: El tiempo de respuesta de HMI se refiere a seleccionar n pantallas de operación de uso común y, después de hacer clic, el tiempo de respuesta de cada evento se mide con un cronómetro y se prueba el tiempo de respuesta promedio de m operaciones de pantalla; el tiempo de conmutación de HMI se refiere a seleccionar n comúnmente Pantallas de operación utilizadas y pruebas m El tiempo de respuesta promedio para las operaciones de cambio de pantalla. 8 Método de prueba del sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción El sistema debe instalarse e implementarse en la línea de producción, y cada función debe ejecutarse en línea de manera estable después de la depuración en el sitio. Los datos de producción deben usarse para obtener estadísticas precisas y la tasa de operación de la línea de producción durante el período debe ser menor que la producción mensual promedio durante todo el año. Se deben utilizar pruebas de caja negra para verificar la precisión del modelo de pronóstico de temperatura y corregir sus coeficientes. 9 Reglas de inspección para sistemas inteligentes de control de combustión de hornos de calefacción Las reglas de inspección para sistemas inteligentes de control de combustión de hornos de calefacción deben cumplir los siguientes requisitos: a) El equipo del horno de calefacción está en buenas condiciones y no tiene fallas; b) La producción es continua y el el tiempo de espera para el apagado de un solo horno es menor que los requisitos de la línea de producción. , la producción por hora de un solo horno cumple con la producción estándar por hora de la línea de producción; c) Producción estable a largo plazo, en la que el tiempo de espera debe ser menor que los requisitos de la línea de producción; d) El poder calorífico del gas y el rango de fluctuación de presión cumplen con los requisitos de la línea de producción; e) El plan de producción es para productos de uso común Estándar, no espacios en blanco experimentales especiales o de proceso. 10 Instalación y configuración del sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción La instalación y configuración del sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción deben cumplir los siguientes requisitos: a) El sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción se implementa en un servidor de PC general, basado en Windows o Linux sistema; b) El control de combustión inteligente del horno de calefacción La parte de la función de control del sistema se implementa en al menos un servidor; c) La parte de almacenamiento de datos del sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción se implementa en al menos un servidor; d) El HMI se implementa en una PC de uso general, basada en el sistema Windows. 11 Aceptación del sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción La aceptación del sistema de control de combustión inteligente del horno de calefacción se basará en las reglas de inspección especificadas en el Capítulo 8 de este documento y los métodos experimentales especificados en el Capítulo 9 de este documento para verificar el rendimiento del sistema. uno por uno y cumplir con los requisitos de la línea de producción. 12 Operación y mantenimiento del sistema de control de combustión inteligente del horno de calentamiento La operación y mantenimiento del sistema de control de combustión inteligente del horno de calentamiento debe cumplir con los siguientes requisitos: a) El sistema de control de combustión inteligente del horno de calentamiento debe funcionar en línea y de manera estable en tiempo real; b) Limpiar el servidor, el terminal HMI y otro hardware con regularidad, para garantizar su funcionamiento normal; c) Verificar periódicamente la red para eliminar peligros ocultos y garantizar que la red sea estable y fluida; d) Verificar periódicamente todos los instrumentos de medición y equipos para asegurar su funcionamiento normal, tales como termopares, pirómetros de horno, válvulas reguladoras, medidores de flujo, ventiladores, puertas de horno, rodillos, etc.; e) Realizar copias de seguridad de los datos de producción periódicamente y limpiar los datos en línea.
T/CISA 203-2022 Historia
2022T/CISA 203-2022 Requisitos técnicos para el sistema inteligente de control de combustión de hornos de calefacción en la industria siderúrgica.