一種在線控制煉鋼連鑄的方法

2023-10-22 06:05:22 1

專利名稱：一種在線控制煉鋼連鑄的方法
技術領域：
本發明屬於煉鋼連鑄技術領域，特別涉及一種在線控制煉鋼連鑄的方法。
背景技術：
煉鋼連鑄生產過程主要是根據MES層的計劃部門下發的日生產計劃，將高爐鐵水 及廢鋼等生產原料，經過轉爐(鋼水冶煉)、精煉爐(鋼水精煉)及連鑄機(鋼水定型拉坯) 等過程，生產出一定規格的鑄坯，並為熱軋生產工序提供原料。 煉鋼連鑄生產過程有其特殊性，其主要表現是生產計劃必須順序執行，且在完成 時間上有一定限制，工位間的超期等待意味著鋼水溫度及成份將不能滿足生產工藝要求； 連鑄機在一個澆次內要求連續澆鑄；加工工藝複雜，不同連鑄機上的各爐次計劃可能有不 同的精煉重數(如一重精煉或二、三重精煉)，精煉重數越多，爐次計劃的完成時間越長，執 行時間範圍越大，多種精煉重數的爐次相互交織給計劃的編制和調整帶來很大難度。作業 過程鋼水始終需要保持在高溫狀態，且有成份要求，無中間庫存，只能在一定條件下置於精 煉工位。生產過程的特殊性造成了生產在線控制的難度，這直接體現在生產調度人員對生 產過程不當的控制將可能導致生產過程的不穩定、連鑄機的斷澆、產品質量的下降和生產 成本的增加等不利影響。 煉鋼連鑄生產條件複雜，多種工藝路徑交織，多個澆次中各計劃在固定的設備環 境內以各自的工藝路徑進行作業，生產過程緊密，計劃執行期內的不確定因素多，事先編排 的下發計劃在執行中經常與原計劃發生偏差，其中主要的偏差包括如時間偏差、設備故障、 執行中加工路徑或工藝變更等等。這部分偏差雖然直接體現在發生變更的作業計劃或設 備上，但更主要的是由於這部分偏差造成了原生產計劃中後續部分(也就是原計劃中未執 行部分)的紊亂和衝突，會造成連鑄機的斷澆和澆鑄衝突，特別是在轉爐設備故障時轉爐 與連鑄機的能力已不在完全匹配，因而此時原計劃已經失去了對生產過程的預見性和指導 性。如何在計劃執行過程中，按生產實績不斷修正並在線實時進行優化調整，以恢復計劃對 生產過程的指導作用，是保證生產順利進行的關鍵。目前對於連鑄機出現斷澆和衝突、轉爐 設備故障導致轉爐與連鑄機產能不匹配以及非連鑄時間出現偏差等生產過程中常見的異 常情況，主要是通過人機互動，或者是單一的調度模型來進行生產調度，很難對這幾種情況 下均實現優化調度。 目前在生產計劃編制方面已有多個專利，如"200510111354. 4 (煉鋼連鑄生產工 藝中的出鋼計劃排程方法)"；"200310120845. 6( —種鋼鐵生產的遞階協調計劃調度方 法)"等專利對煉鋼連鑄生產計劃的編制都提出了各自的方法。在計劃調整方面，主要手 段是時間順延、人機互動(人工調整)、仿真模擬等方式，如"200410021578. l(基於規則的 特鋼行業生產動態調度方法)"和"200410009705. 6 ( —種煉鋼連鑄生產在線動態調度方 法)"，實現了一種通過縮小編制計劃的規模來減少改變影響，並對計劃發生改變時採用人 工調整和仿真模擬方式，基於滑動窗口的動態調度方法。上述專利均未針對煉鋼連鑄生產 計劃在出現不同的生產異常情況下，特別是對於連鑄機出現斷澆和衝突、轉爐設備故障導
4致轉爐與連鑄機產能不匹配以及非連鑄時間出現偏差等的情況下，沒有進行局部時間和全 局時間在線優化調整方法，

發明內容
本發明針對現有煉鋼連鑄生產時間優化調度存在的問題，提供一種能夠簡化調度 人員手工操作，提高調度效率和優化程度的在線控制煉鋼連鑄的方法。 本發明系統，硬體包括接口管理伺服器、資料庫伺服器、應用伺服器、客戶端工作 站、現場控制器和傳感器。本發明方法包括如下步驟 (1)接口管理伺服器通過網絡與現場控制器相連，將現場採集的各種狀態信息和 工藝數據經過數據處理和格式轉換，存入資料庫中，同時將上層下達的生產計劃存貯在數 據庫中； (2)資料庫伺服器將生產現場的實時過程數據、計劃編制數據以及各種系統組態 數據，存儲在資料庫中； (3)應用伺服器執行煉鋼連鑄生產計劃在線調整方法，從資料庫伺服器中獲取數 據，並將調度計劃結果存入資料庫；其中所述的在線調整方法，過程如下
步驟1 :設置工藝參數，包括製造標準、計劃狀態碼、設備屬性參數、設備處理時間 和工位運輸時間； 步驟2 :設置單目標線性規劃模型參數和優先級字典序多目標線性規劃模型參 數； 步驟3 :接受生產實績信息，包括轉爐設備生產實績信息、精煉設備生產實績信息 和連鑄設備生產實績信息，並將接收到的生產實績信息寫入本地資料庫；
步驟4 :根據資料庫中生產實績信息，進行擾動識別若為設備信息，則為轉爐故 障擾動；若為工序時間信息，將實績時間信息與計劃時間信息作差值運算，若結果不為0 :
步驟4-1 :判斷差值是否是發生在連鑄機上，若是則為連鑄時間擾動；否則執行步 驟4-2 ; 步驟4-2 :判斷差值是否超出預先設定的警戒值，若沒有超過警戒值，則判斷為沒 有擾動，若超出警戒值，則為非連鑄時間擾動； 步驟5 :a)、如是連鑄時間擾動，則採用基於規則的局部時間優化調整方法進行優 化具體方法如下若有斷澆則增加相關爐次計劃連鑄的處理時間即降低拉速，若有衝突 則適當縮短相關爐次計劃連鑄的處理時間即提高拉速，同時對爐次計劃中最後一重精煉至 連鑄等待位的運輸時間及連鑄等待位的等待時間進行規則調整，使最後一重精煉到連鑄等 待位的運輸時間是標準時間； b)、如是轉爐故障擾動，則採用基於模型的局部時間優化調整方法進行優化即轉 爐部分鎖定，對由精煉部分和連鑄部分組成的非轉爐部分進行時間優化調整。具體方法是 建立單目標的線性規劃模型，應用線性規劃求解組件對模型進行求解，將結果轉化為各計 劃中的作業時間； c)、如是非連鑄時間擾動，則採用全局時間優化調整方法進行優化建立優先級字 典序多目標線性規劃模型，具體方法如下準時開澆作為第一級目標，即第一個爐次的連鑄 工位按給定的開澆時間開始作業，準時開澆的約束包括不提前開澆約束、爐次順約束和加
5工順約束；最小化斷澆時間作為第二級目標，即各澆次所有非第一個爐次的連鑄工位與澆 注順前一爐的斷澆時間最短，最小化斷澆時間的約束包括連鑄順約束、爐次順約束和加工 順約束；最小化等待時間作為第三級目標，即各澆次所有爐次的非連鑄工位運輸時間最短， 最小化等待時間的約束包括爐次順約束和加工順約束； d)、如連鑄時間擾動和轉爐故障擾動同時存在，則同時採用步驟a和步驟b的方法 進行優化； e)、如連鑄時間擾動和非連鑄時間擾動同時存在，則同時採用步驟a和步驟c的方 法進行優化； f)、如非連鑄時間擾動和轉爐故障擾動同時存在，則採用步驟c的方法進行優化；
步驟6 :根據在線調整結果進行現場時間調整。 (4)客戶端工作站實現各種數據的顯示，進行常規數據的查詢，並將數據保存在本 地計算機，實現數據的離線分析； 步驟b)所述的單目標的線性規劃模型，模型因子(模型變量)是指計劃中各工位
(單元)的開始時間，單位是分鐘，目標函數的意義是最小化同一爐次中兩個相鄰工位間的
運輸時間差之和，具體公式如下
一1
min Z = 2乞O,
一 X
,)
(1)




S. T.
XSI(i,j,k),j' ,k_Xijk Xi，j+l，k' _Xijk
%>0 iGQ，j = l，
i，SI(i，j，k) G Q，j = l， ，Si，j' =1，…，s加,j,a (2) iG Q，j二l，…，s廠l (3)
(4)
，S (5) 式中，i為爐次序號；Q為爐次集合，i e Q， I Q |為總爐次數；n為澆次號，N為澆 次數，n二 1，2，…，N;Qn為第n澆次的爐次集合，^ n Q2 n…n QN=①且^ U Q2 U… U QN = Q ;Si為爐次i的工序總數；j為工序序號，1《j《Si ;^(屮)為爐次SI (i， j，k)的 工序總數；k為機器序號；stilk為爐次i在轉爐工序的原加工開始時間；ptijk為爐次i在工 序j的機器k上的工藝標準加工時間；Utkk,為爐次從機器k到機器k'的運輸時間；SI (i， j，k)為爐次i在工序j機器k上的緊後爐次；Xi,w,k,為爐次i在工序j + 1的機器k'上的 優化後的加工開始時間；xSI(i, j, k), j, , k為爐次SI (i， Si， k)在工序j '的機器k上的優化後 的加工開始時間；模型的決策變量xijk為爐次i在工序j的機器k上的優化後的加工開始 時間。 步驟c)所述的優先級字典序多目標線性規劃模型，其中， 不提前開澆約束也稱作設定約束，它在模型中直接設定，模型調整的結果只有準 時開澆和延遲開澆的情況； 爐次順約束是指同一爐次中兩個相鄰工位必須保證在時間維上的順序性，約束 結構如下前一工位的開始時間必須小於等於後一工位開始時間在去除兩工位間標準運輸 時間和前一工位處理時間後的值； 加工順約束是指保證同一設備上加工過程具有時間維的順序性，約束結構如下在同一設備上兩個相鄰加工的工位中，先加工工位的開始時間必須小於等於後加工工位的 開始時間在去除先加工工位處理時間的值； 連鑄順約束是指同一澆次內相鄰爐次間，前一爐次的連鑄開始時間小於等於後 一爐次連鑄開始時間減前一爐次的連鑄作業時間； f (x) = min {f丄(x) ， f2 (x) ， f3 (x)} (6)
S. T. gi(x) >0， i = 1，2，3 (7)
式中，fi(x)表示第i個目標；gi(x)》0表示第i個目標所對應的約束集。
參第一級目標模型
(8)s. T.
xcc nl > KJn
、《X!'+l -《
1《n《N
(9)
(10) xp 01《k《X 參第二級目標模型
S.T. xccnm< xccn(m+1)-dm l《n《N，l《m<M
xp 01《k《X 參第三級目標模型
X! S Z &)|
w=l m=l A=l
(ii)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16) (17)
(18) S. T.
7
x,《x,+1-u i"〈a: (i9) xp 0l《k《X (21) 式中，x表示計劃工位(單元)的作業開始時間，這是模型變量，其它符號均是常
量(不包括遍歷變量)；x。。— 表示第n個澆次第m個爐次的連鑄工位；X表示全部可調整的
工位(單元)數；、,^表示Xi、 xi+1兩工位(單元)間的標準運輸時間A表示Xi工位的處
理時間；dp表示xp工位的處理時間；P表示某設備上的工位數；N表示澆次個數；M表示第n
個澆次中爐次的個數；K表示第n個澆次第m個爐次中的可調整工位數；KJn表示第n個澆
次的開澆時間；n， m， k， i， p為遍歷變量，用於簡化表示多個同類約束和目標。 有益效果本發明針對不同程度、不同原因、不同類型的因素造成的計劃不合理狀
態，提出了兩種方式的在線時間優化調整方法，具有方案靈活多樣、符合實際調整方式、求
解快速的優點，自動化程度校高，結果可精確到分鐘數，減少了人工調整計劃次數，縮短了
在線調度時間，減少了鋼水冗餘等待時間，且有一定的整體優化效果。 基於組件技術和面向對象技術，採用多層架構的方式，將系統主要功能模塊和算 法以組件方式部署在應用伺服器中，從而提供一種可擴展的、滿足工藝流程的調度平臺系 統。


圖1為本發明的在線控制煉鋼連鑄的方法的硬體結構圖； 圖2為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的結構框圖； 圖3為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的總流程圖； 圖4為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的接受生產實績處理流程圖； 圖5為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的擾動識別處理流程圖； 圖6為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的調整方法流程圖； 圖7為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的基於規則的局部時間優化調整處理流 程圖； 圖8為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的調整預處理流程圖； 圖9為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的連鑄衝突處理流程圖； 圖10為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的斷澆時間處理流程圖； 圖11為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的等待時間處理流程圖； 圖12為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的基於模型的局部時間優化調整處理流
程圖； 圖13為本發明在線控制煉鋼連鑄的方法的全局時間優化調整處理流程圖。
具體實施例方式
下面以某鋼鐵企業的生產實際調整問題為例，結合附圖進一步對本發明的一種在 線控制煉鋼連鑄的方法進行說明。
圖1為本發明的在線控制煉鋼連鑄的方法的硬體結構8
本發明的在線調整方法包括工藝參數設置模塊、生產實績接受模塊、模型算法參
數設置模塊、基於規則的局部時間優化調整模塊、基於模型的局部時間優化調整模塊、全局
時間優化調整模塊和本地資料庫Oracle 10g。本地資料庫Oracle 10g分別與工藝參數設
置模塊、生產實績接受模塊、模型算法參數設置模塊、基於規則的局部時間優化調整模塊、
基於模型的局部時間優化調整模塊和全局時間優化調整模塊相連；生產實績接受模塊與基
於規則的局部時間優化調整模塊、基於模型的局部時間優化調整模塊和全局時間優化調整
模塊相連，系統框圖如圖2所示。生產線包括3座轉爐(4LD、5LD、6LD)、精煉設備(5RH-1、
5RH-2、3RH、 LF_1、 LF_2、 IR—UT) 、3條連鑄(4CC、5CC、6CC)。 在線控制煉鋼連鑄的方法總流程如附圖3所示，主要按以下步驟 (1)設置工藝參數，包括製造標準、計劃狀態碼、設備屬性參數、設備處理時間和工
位運輸時間。 (2)設置模型參數。
i :爐次序號； Q :爐次集合，i G Q ， I Q |為總爐次數；
n :澆次號，N為澆次數，n = 1，2，…，N;Qn:第n澆次的爐次集合，^ n q2 n…n QN =①且Q！ U Q2 U…U QN =
Q ; Si :爐次i的工序總數； j :工序序號，l《j《Si ; :爐次SI (i， j， k)的工序總數； k:機器序號； stilk :爐次i在轉爐工序的原加工開始時間； ptijk :爐次i在工序j的機器k上的工藝標準加工時間； utkk,:爐次從機器k到機器k'的運輸時間； SI (i， j， k):爐次i在工序j機器k上的緊後爐次； Xi, j+1,k,:爐次i在工序j + 1的機器k'上的優化後的加工開始時間； XsKi,j,k), j, k :爐次SI (i， Si， k)在工序j'的機器k上的優化後的加工開始時間； xijk :爐次i在工序j的機器k上的優化後的加工開始時間； x :計劃工位(單元)的作業開始時間，這是模型變量，其它符號均是常量(不包括 遍歷變量)； x。。
:第n個澆次第m個爐次的連鑄工位； X :全部可調整的工位(單元)數； :Xi、 xi+1兩工位(單元)間的標準運輸時間； & :Xi工位的處理時間； dp :Xp工位的處理時間； N:澆次個數； M :第n個澆次中爐次的個數； K :第n個澆次第m個爐次中的可調整工位數； KJn :第n個澆次的開澆時間；
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n，m，k， i， p :遍歷變量，用於簡化表示多個同類約束和目標。 (3)如圖4所示，接受生產實績數據，包括轉爐設備生產實績數據轉爐設備代碼、 製造命令號、出鋼記號、鋼號、設備運轉狀況、運轉狀況變更時間；精煉設備生產實績數據 精煉設備代碼、製造命令號、出鋼記號、鋼號、設備運轉狀況、運轉狀況變更時間；連鑄設備 生產實績數據連鑄設備代碼、製造命令號、出鋼記號、鋼號、設備運轉狀況、運轉狀況變更 時間、剩餘鋼水量、注入終時刻、板坯厚度、偶流寬度、奇流寬度、偶流當前拉速、奇流當前拉 速。將轉爐設備生產實績數據寫入轉爐設備接口表和動態控制表，精煉設備生產實績數據 寫入精煉設備接口表和動態控制表，連鑄設備生產實績數據寫入連鑄設備接口表和動態控 制表。設備接口表和動態控制表均在本地資料庫Oracle 10g中。並與設定的計劃時間值 進行差值計算。 (4)如圖5所示，讀取動態控制表信息，根據其中信息讀取相應設備接口表實績數 據信息，進行擾動識別若轉爐發生故障，則判定為轉爐故障擾動；若為工序時間信息，則 將實績時間信息與計劃時間信息進行比較，比較的方法是將實績時間減去計劃時間，若差 值不為零，則進行如下處理 1)若差值發生在連鑄機上，則判定為連鑄時間擾動； 2)若差值不是發生在連鑄機上，則判斷差值是否超出預先設定的警界值，若沒有 超出警界值，則判定沒有擾動，若超出預先設定的警界值則判定為非連鑄時間擾動；
(5)如圖6所示，根據擾動類別信息給出具體的調整方法建議 1)若僅為連鑄時間擾動，則調整方法建議為採用基於規則的局部時間優化調整 方法進行在線時間優化； 2)若僅為轉爐故障擾動，則調整方法建議為採用基於模型的局部時間優化調整 方法進行在線時間優化； 3)若僅為非連鑄時間擾動，則調整方法建議為採用全局時間優化調整方法進行 在線時間優化； 4)若連鑄時間擾動和轉爐故障擾動同時發生，則調整方法建議為首先採用基於 模型的局部時間優化調整方法進行在線時間優化，然後採用基於規則的局部時間優化調整 方法進行在線時間優化； 5)若連鑄時間擾動和非連鑄時間擾動同時發生，則調整方法建議為首先採用全 局時間優化調整方法進行在線時間優化，然後採用基於規則的局部時間優化調整方法進行 在線時間優化； 6)若是非連鑄時間擾動和轉爐故障擾動同時發生，則調整方法建議為採用全局 時間優化調整方法進行在線時間優化； (6)根據調整方法建議結果，起動相應的方法進行在線時間優化，得到新的調整計 劃結果，進行現場時間調整； 步驟5)所述的基於規則的局部時間優化調整方法，如圖7所示，包括調整預處理， 連鑄衝突處理，斷澆時間處理和等待時間處理，其中，調度預處理流程如圖8所示，過程如 下 步驟1 :按編號取第一個連鑄機；
步驟2:取第一個澆次；
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步驟3 :取第一個爐次計劃； 步驟4 :取最後一重精煉至連鑄工位的傳擱時間T ; 步驟5 :判斷T是否小於標準傳擱時間，如小於則執行步驟6，否則執行步驟7 ; 步驟6 :按標準傳擱時間推遲連鑄工位的開始時間，執行步驟7 ; 步驟7 :判斷是否還有未處理的爐次計劃，如有則執行步驟8，否則執行步驟9 ; 步驟8 :取下一個爐次，執行步驟4 ; 步驟9 :判斷是否還有未處理的澆次，如有則執行步驟IO，否則執行步驟11 ; 步驟10 :取下一個澆次，執行步驟3 ; 步驟11 :判斷是否還有未處理的連鑄機，如有則執行步驟12，否則執行步驟13 ; 步驟12 :取下一個連鑄機，執行步驟2 ; 步驟13:結束。 連鑄衝突處理流程如圖9所述，過程如下 步驟1 :按編號取第一個連鑄機； 步驟2:取第一個澆次； 步驟3 :取第二個爐次計劃的連鑄開始時間為Kl ; 步驟4 :取前一爐次的連鑄結束時間為K2 ; 步驟5 :判斷K2是否大於Kl，如K2大於Kl則執行步驟6，否則執行步驟7 ; 步驟6 :延遲Kl所在爐次的連鑄開始時間，使之連澆，執行步驟7 ; 步驟7 :判斷是否還有未處理的爐次計劃，如有則執行步驟8，否則執行步驟9 ; 步驟8 :取後一個爐次，執行步驟4 ; 步驟9 :判斷是否還有未處理的澆次，如有則執行步驟IO，否則執行步驟11 ; 步驟10 :取下一個澆次，執行步驟3 ; 步驟11 :判斷是否還有未處理的連鑄機，如有則執行步驟12，否則執行步驟13 ; 步驟12 :取下一個連鑄機，執行步驟2 ; 步驟13 :結束。 斷澆時間處理如圖10所示，過程如下 步驟1 :按編號取第一個連鑄機； 步驟2:取第一個澆次； 步驟3 :取倒數第二個爐次計劃的連鑄結束時間為Kl ; 步驟4 :取其後一爐次計劃的連鑄開始時間為K2 ; 步驟5 :判斷K2是否大於Kl，如K2大於Kl則執行步驟6，否則執行步驟7 ; 步驟6 :延遲K1爐次的連鑄結束時間，使之連續澆鑄，執行步驟7 ; 步驟7 :判斷是否還有未處理的爐次計劃，如有則執行步驟8，否則執行步驟9 ; 步驟8 :取前一個爐次，執行步驟4 ; 步驟9 :判斷是否還有未處理的澆次，如有則執行步驟IO，否則執行步驟11 ; 步驟10 :取下一個澆次，執行步驟3 ; 步驟11 :判斷是否還有未處理的連鑄機，如有則執行步驟12，否則執行步驟13 ; 步驟12 :取下一個連鑄機，執行步驟2 ; 步驟13:結束。
等待時間處理如圖11所示，過程如下 步驟1 :按編號取第一個連鑄機； 步驟2:取第一個澆次； 步驟3 :取第一個爐次計劃； 步驟4 :取最後一重精煉至連鑄工位的傳擱時間T ; 步驟5 :判斷T是否大於標準傳擱時間，如T大於標準傳擱時間，則執行步驟6，否則執行步驟7 ; 步驟6 :增加本爐次連鑄等待時間，使T為標準傳擱時間，執行步驟7 ; 步驟7 :判斷是否還有未處理的爐次計劃，如有則執行步驟8，否則執行步驟9 ; 步驟8 :取下一個爐次，執行步驟4 ; 步驟9 :判斷是否還有未處理的澆次，如有則執行步驟IO，否則執行步驟11 ; 步驟10 :取下一個澆次，執行步驟3 ; 步驟11 :判斷是否還有未處理的連鑄機，如有則執行步驟12，否則執行步驟13 ; 步驟12 :取下一個連鑄機，執行步驟2 ; 步驟13:結束。 基於模型的局部時間優化調整方法，處理流程如圖12所示，過程如下 步驟1 :變量設置，對所有未開始生產的非轉爐工位單元進行變量編號； 步驟2 :生成約束條件，包括爐次順約束、加工順約束和特殊約束等； 步驟3 :生成目標函數，取所有變量之和的最小化值(變量已加懲罰值)； 步驟4:規劃模型求解； 步驟5 :判斷模型是否有解，如有解則執行步驟6，否則執行步驟7 ; 步驟6 :修改作業時間，根據求解模型後各變量的值修改各作業時間點； 步驟7:結束。 其中，步驟7-2所述的爐次順約束是指同一爐次中兩個相鄰工位必須保證在時
間維上的順序性，即前一工位的開始時間必須小於等於後一工位開始時間在去除兩工位間
標準運輸時間和前一工位處理時間後的值，保證爐次加工的時間順序性；加工順約束是指
在同一設備上兩個相鄰加工的工位中，先加工工位的開始時間必須小於等於後加工工位的
開始時間在去除先加工工位處理時間的值；變量邊界約束的內容是所有參與時間調整的工
位開始時間都大於等於當前系統基準時間，即都是未生產的工位。 全局時間優化調整方法，處理流程如圖13所示，過程如下 步驟1 :變量設置，對所有未生產的工位單元進行變量編號； 步驟2 :生成約束條件，包括爐次順約束、加工順約束和特殊約束； 步驟3 :生成目標函數，取所有連鑄工位單元的變量的最小化值； 步驟4:規劃模型求解； 步驟5 :判斷模型是否有解，如有解則執行步驟6，否則執行步驟13 ; 步驟6 :修改作業時間，是指修改所有連鑄工位單元的作業時間； 步驟7 :變量設置，指對所有未開始生產非連鑄工位單元進行變量編號； 步驟8 :生成約束條件，包括爐次順約束、加工順約束和特殊約束； 步驟9 :生成目標函數，取所有變量的最大值；
步驟10:規劃模型求解； 歩驟11 :判斷模型是否有解，如有解則執行步驟12，否則執行歩驟13 ;
步驟12 :修改作業時間，指修改所有變量對應的工位單元的作業時間點；
步驟13 :結束。
權利要求
一種在線控制煉鋼連鑄的方法，其特徵在於包括如下步驟步驟1設置工藝參數，包括製造標準、計劃狀態碼、設備屬性參數、設備處理時間和工位運輸時間；步驟2設置單目標線性規劃模型參數和優先級字典序多目標線性規劃模型參數；步驟3接受生產實績信息，包括轉爐設備生產實績信息、精煉設備生產實績信息和連鑄設備生產實績信息，並將接收到的生產實績信息寫入本地資料庫；步驟4根據資料庫中生產實績信息，進行擾動識別若為設備信息，則為轉爐故障擾動；若為工序時間信息，將實績時間信息與計劃時間信息作差值運算，若結果不為0步驟4-1判斷差值是否是發生在連鑄機上，若是則為連鑄時間擾動；否則執行步驟4-2；步驟4-2判斷差值是否超出預先設定的警戒值，若沒有超過警戒值，則判斷為沒有擾動，若超出警戒值，則為非連鑄時間擾動；步驟5a)、如是連鑄時間擾動，則採用基於規則的局部時間優化調整方法進行優化具體方法如下若有斷澆則增加相關爐次計劃連鑄的處理時間即降低拉速，若有衝突則縮短相關爐次計劃連鑄的處理時間即提高拉速，同時對爐次計劃中最後一重精煉至連鑄等待位的運輸時間及連鑄等待位的等待時間進行規則調整，使最後一重精煉到連鑄等待位的運輸時間是標準時間；b)、如是轉爐故障擾動，則採用基於模型的局部時間優化調整方法進行優化即轉爐部分鎖定，對由精煉部分和連鑄部分組成的非轉爐部分進行時間優化調整，具體方法是建立單目標的線性規劃模型，應用線性規劃求解組件對模型進行求解，將結果轉化為各計劃中的作業時間；c)、如是非連鑄時間擾動，則採用全局時間優化調整方法進行優化建立優先級字典序多目標線性規劃模型，具體方法如下準時開澆作為第一級目標，即第一個爐次的連鑄工位按給定的開澆時間開始作業，準時開澆的約束包括不提前開澆約束、爐次順約束和加工順約束；最小化斷澆時間作為第二級目標，即各澆次所有非第一個爐次的連鑄工位與澆注順前一爐的斷澆時間最短，最小化斷澆時間的約束包括連鑄順約束、爐次順約束和加工順約束；最小化等待時間作為第三極目標，即各澆次所有爐次的非連鑄工位運輸時間最短，最小化等待時間的約束包括爐次順約束和加工順約束；d)、如連鑄時間擾動和轉爐故障擾動同時存在，則同時採用步驟a和步驟b的方法進行優化；e)、如連鑄時間擾動和非連鑄時間擾動同時存在，則同時採用步驟a和步驟c的方法進行優化；f)、如非連鑄時間擾動和轉爐故障擾動同時存在，則採用步驟c的方法進行優化；步驟6根據在線調整結果進行現場時間調整。
2. 根據權利要求1所述的一種在線控制煉鋼連鑄的方法，其特徵在於步驟C所述的 優先級字典序多目標線性規劃模型，其中，不提前開澆約束也稱作設定約束，它在模型中直接設定，模型調整的結果只有準時開 澆和延遲開澆的情況；爐次順約束是指同一爐次中兩個相鄰工位必須保證在時間維上的順序性，約束結構如下前一工位的開始時間必須小於等於後一工位開始時間在去除兩工位間標準運輸時間 和前一工位處理時間後的值；加工順約束是指保證同一設備上加工過程具有時間維的順序性，約束結構如下在 同一設備上兩個相鄰加工的工位中，先加工工位的開始時間必須小於等於後加工工位的開 始時間在去除先加工工位處理時間的值；連鑄順約束是指同一澆次內相鄰爐次間，前一爐次的連鑄開始時間小於等於後一爐 次連鑄開始時間減前一爐次的連鑄作業時間。
全文摘要
一種在線控制煉鋼連鑄的方法，屬於煉鋼連鑄技術領域，包括如下步驟接口管理伺服器通過網絡與現場控制器相連，將採集的各種狀態信息和工藝數據經數據處理和格式轉換存入資料庫，同時將上層下達的生產方法存貯在資料庫中；資料庫伺服器將生產現場的實時過程數據、計劃編制數據及各種系統組態數據存儲在資料庫中；應用伺服器執行煉鋼連鑄生產在線控制方法，從資料庫伺服器中獲取數據，並將調整結果存入資料庫；客戶端工作站實現各種數據的顯示，進行常規數據的查詢，並將數據保存在本地計算機，實現數據的離線分析；本發明求解快速，自動化程度校高，結果可精確到分鐘數，減少了人工調整次數和鋼水冗餘等待時間。
文檔編號G05B19/418GK101786146SQ20091024895
公開日2010年7月28日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者俞勝平, 劉煒, 龐新富, 柴天佑, 王秀英, 鄭秉霖 申請人:東北大學