[发明专利]基于分层有色Petri网(HCPN)的炼铁系统物流能耗模型的建模方法

摘要

一种基于分层有色Petri网(HCPN)的炼铁系统物流能耗建模的方法。通过对庞大、复杂的炼铁系统用分层有色Petri网进行拆分再合并的方法建立系统的petri网模型。本发明优化了传统的直接用Petri网进行建模的方法，解决了用传统Petri网对复杂系统进行建模与分析，所得Petri网往往因为庞大、复杂而不可利用的问题，同时，提出了系统模型的良好构造，既能使分析工作在不同的构造阶段进行，同时也能保证其结果对总体模型有效。本发明通过Petri网在炼铁工序的建模和仿真，便于将CPN模型直接应用于实际的生产调度控制中。

主权项

一种基于分层有色Petri网(HCPN)的炼铁系统物流能耗模型的建模方法，中运用了逐次分解法和部分描述法，来简化庞大、复杂炼铁系统的建模难度，清晰直观地描述错综复杂的炼铁系统能源流程，且有利于对每一子系统部分的详细分析；再以转炉炼钢的生产周期为基准，把已建立好的炼铁系统物流能耗Petri网模型离散化，再代入炼铁系统Petri网的各物料及能量的加入和消耗量进行赋值计算仿真，分析流程特性，通过模型调整生产要素组合，进一步合理安排生产流程，然后将HCPN模型直接应用于实际的生产调度控制中，实现最佳物流能耗调度，实现高能耗企业的节能降耗；具体步骤如下：第1.按照逐次分解法，先把炼铁系统建立一个粗略的主Petri网，其中包括了炼焦，准备烧结矿，高炉炼铁三大部分；第2.再用部分描述法，对炼焦，准备烧结矿，高炉炼铁每一大部分用Petri网进行建模；第3.把炼焦，准备烧结矿，高炉炼铁工序用传统Petri网分别建出子系统模型，再挂到主Petri网中，建立更完整的Petri网模型；第4.其中，又对用传统Petri网建出的准备烧结矿的子系统模型运用了逐次分解法，把已经过部分描述法建立好的用传统Petri网建出的准备烧结矿的子系统模型中的烧结部分，又细化出了更详细的子系统Petri网模型；第5.采集企业炼铁系统采集的数据，根据数据建立炼铁系统各生产环节物质能耗输入输出对应关系，把炼铁系统各生产环节物质能耗的发生规则映射为分层有色Petri网迁移中的迁移关系式；再把预处理的数据代入已建好的炼铁系统物流能耗Petri网模型运行和验证；第6.其中按照第5步所述的方法，在对炼铁系统物流能耗Petri网模型运行和验证时，以转炉炼钢的生产周期为基准离散化炼铁系统物流能耗模型，即以是炼钢系统中的转炉炼钢的生产周期为标准，对连续的炼铁系统相应的进行离散化，从而进行采样再赋值，用离散化后的采样数据来对所建的炼铁系统物流能耗Petri网模型进行运行和验证；通过对更清晰的模型仿真，得到以初始状态时炼铁系统的用能参数和操作参数进行生产一段时间中的各个库所中标识的变化，来分析物料和能量的消耗，应用于实际的生产调度控制中，实现最佳物流能耗调度，达到企业的节能降耗的目的。