[发明专利]一种对高炉料面状态进行报警的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业中的高炉液面分析，更具体地，是一种对高炉料面状态进行报警的系统及方法。

背景技术

钢铁工业是国民经济的基础工业。在钢铁生产中，长期稳定运行的炉况是高炉高产低耗延长使用寿命的必要条件。高炉炼铁是在一个密闭的容器内进行的，炉内发生物理、化学过程极其复杂，炉内现象和炉况状态无法直接观察。

另一方面，高炉炉况与炉内料面分布形状有着十分紧密的关系。料位高低、炉料偏析情况、下料速度快慢、是否崩料悬料，对及时准确地判断和预报高炉炉况有着十分重要的作用。因此，对高炉炉内料面分布情况的检测及根据检测结果进行预警处理，是该行业长期以来致力于解决的一个技术问题。

授权公告号为CN1233149C的中国发明专利公开了一种对插入式炉窑摄象仪的图象进行图象处理方法。其特点是：在高炉生产时炉内无可见光的条件下，接收炉料发出的红外光线，转化为炉内料面及设备的红外图象，再用计算机对该图象进行图象处理，得到料面气流分布和温度分布数据。该方法仅对料面的分布情况进行判断，不能获得料面形状，难以判断料面是哪种异常状态。

授权公告号为CN101492750B的中国发明专利公开了一种基于工业相控阵雷达的高炉料面测量与控制系统。其特点是：准确描述出固体料面各点的高度信息，并通过与PLC或DCS系统的连锁，获得不同时刻加料的种类与加料的时间，从而获得多个料面层的形状，进而获得固体料面的3D成像。但是，该方法没有对料面的异常状态进行进一步分析、对料面进行预测以及报警。

因此，需要一种新的高炉料面状态进行报警的系统及方法，以实现对高炉的料面准确的检测、分析、预测及报警等功能。

发明内容

本发明的目的，在于解决现有技术中不能对高炉料面进行准确分析、预测及进行异常情况报警的缺陷，从而提供了一种对高炉料面状态进行报警的系统及方法。

本发明的对高炉料面进行报警的系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据库模块、数据分析模块以及监测模块，其中：

所述数据采集模块包括多个雷达，所述多个雷达用于对所述料面上的多个测量点进行料位测量，并获取该多个测量点的料位物理信号，所述料位物理信号为料位高度信号；

所述数据传输模块与所述数据采集模块相连接，用于将所述多个测量点的料位物理信号转换成数字信号形式的料位数据，并传输至系统数据库模块内；

所述系统数据库模块与所述数据传输模块以及所述数据分析模块相连接，用于接收并存储各个阶段由所述数据传输模块传输的料位数据，以及存储多个布料参数；

所述数据分析模块用于对本阶段料面的料位进行预测并计算得出预测料位数据，并将该预测料位数据与本阶段的料位数据进行比较，判断本阶段料面料位是否异常，所述数据分析模块包括：

料面类型训练单元，用于根据所述数据库模块内存储的多个阶段的料位数据，对料面类型进行分类，并通过数学算法训练得出各阶段料位数据与其下一阶段料面形状之间的回归模型；

料面预测单元，用于利用所述回归模型，对本阶段的料位数据进行预测；以及

异常状态判断单元，用于根据设定的料线阈值，以及将所述预测的料位数据与本阶段的料位数据相比较，判断本阶段的料面料位是否异常；

所述监测模块包括显示终端以及报警单元，所述显示终端用于显示本阶段的三维料面形状，并当料面料位异常时利用所述报警单元进行报警。

优选地，所述多个雷达角度可调节地设置在位于高炉上部的安装孔上。

优选地，所述数据传输模块包括：

与所述多个雷达相连接的端子板；

与所述端子板相连接的数据采集卡；以及

与所述数据采集卡相连接的模数转换器。

优选地，所述数据传输模块还包括数据预处理单元，用于对所述数据传输单元传输的料位数据进行预处理，该数据预处理单元包括：

滤波子单元，用于对所述料位数据进行滤波；以及

坏点去除子单元，用于对经滤波后的料位数据去除坏点。

优选地，所述多个布料参数包括批重、布料模式、下料阀开度、以及经验料面形状。

优选地，所述数学算法为神经网络算法或遗传算法。

优选地，所述异常状态判断单元包括：

低料线报警子单元，用于根据设定的所属料线阈值对本阶段的料位数据进行异常判断及确定报警；以及

料线悬料报警子单元，用于将所述预测的料位数据与本阶段的料位数据相比较，对料线下降速度进行异常判断及确定报警。