АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА КОКСА Российский патент 2008 года по МПК G05B15/00 

Изобретение относится к области автоматизации процесса получения кокса и может быть использовано в коксохимической промышленности, в частности при подготовке шихты для коксования.

Известна система прогноза качества кокса и подбора состава угольной шихты с учетом запаса сырья на угольном складе с использованием стандартного программного обеспечения Excel, содержащая блок прогноза качества угольной шихты и кокса на текущие сутки и существующий состав шихты, блок сравнения запасов угля и состава шихты и кокса, а также блок оптимизации качества шихты и кокса, соединенные последовательно-параллельно, причем выход блока оптимизации качества шихты и кокса связан с входом блока экспертной оценки оптимизации качества кокса, выход которого соединен с входом блока вывода оптимального варианта шихты для коксования. Экспертная оценка качества кокса направлена на объективное проведение сравнительного анализа угольных шихт с учетом факторов, влияющих на изменение производительности доменной печи и удельный расход кокса. Критерием оптимальности состава угольной шихты является качество получаемого кокса и сбалансированный запас угольных концентратов. Зависимость качества кокса от свойств используемых углей при изменении условий коксования представляется формулой: M_i=f_i (R_o, S_ок, К_о, V_d, Y, S/П), где M_i - показатель механической прочности кокса, %; R_o - показатель отражения витринита, %; S_ок - содержание отощающих компонентов угольной шихты, %; К_о - коэффициент окисленности угольной шихты; V_d - выход летучих веществ; Y - спекаемость, мм; S/П - скорость коксования, мм/ч; S - ширина камеры коксования, П - период коксования (Е.Н.Степанов, А.С.Моисеенко, Н.А.Тарасов, С.Н.Нефедов, А.П.Верблюденко «Прогноз качества кокса на основе экспертной оценки работы доменных печей. // Металлург. - 2002. - № 1. - с.40-42).

Данная система не обеспечивает точность оценки выходных показателей кокса, т.к. недостаточно ориентирована на широкий диапазон изменения организационно-технологических ситуаций, имеющих место при оценивании выходных показателей качества кокса. Модель рассчитана на использование абсолютных значений рассматриваемых величин, хотя с точки зрения повышения точности прогноза такие зависимости проигрывают соответствующим расчетам в приращениях к базовым уровням технологических факторов.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является компьютеризированная система прогноза качества угольной шихты и кокса, которая включает блок расчета шихты, блок прогноза качества кокса, имеющие в своем составе ряд вспомогательных блоков (модулей), взаимосвязанных между собой, а также блок ввода периода коксования и блок выдачи результатов. Блок расчета шихты состоит из трех взаимосвязанных блоков: блок учета прибывающих углей (модуль № 1 - «Углеприем»); блок учета движения углей в силосах (модуль № 2 - «Движение углей в силосах»); блок составления шихты (модуль № 3 - «Составление шихты»). В свою очередь, модуль «Составление шихты» имеет блок ввода заданного состава шихты и блок формирования информации о количестве и качественных характеристиках выдаваемой шихты. При этом в блоке расчета шихты выход блока учета прибывающих углей, предназначенного для подготовки информации по производителям углей, их маркам, количестве и качественным характеристикам поступающих углей, связан с первым входом блока учета движения углей в силосах, второй вход которого связан с выходом блока ввода заданного состава шихты, выход блока учета движения углей в силосах соединен с входом блока формирования информации о количестве и качественных характеристиках выдаваемой шихты, выход которого является выходом всего блока расчета шихты и связан с блоком прогноза качества кокса, в котором информация о количестве и качественных характеристиках выдаваемой шихты (выдаваемых углей), полученная из блока формирования информации о количестве и качественных характеристиках выдаваемой шихты, и информация о периоде коксования, полученная из блока ввода периода коксования, использована для прогноза качественной характеристики производимого кокса. Блок прогноза качества кокса состоит из блока формирования значимых технологических факторов, блоков расчета базовых величин значимых технологических факторов и выходных показателей кокса, двух сумматоров и блока вычисления изменений (поправок) выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов. При этом первый вход блока формирования значимых технологических факторов, предназначенного для регистрации параметров шихты и коксования, необходимых для прогноза качества кокса, связан с выходом блока формирования информации о количестве и качественных характеристиках выдаваемой шихты. Второй вход блока формирования значимых технологических факторов соединен с выходом блока ввода периода коксования, предназначенного для ввода величины периода коксования соответствующей коксовой батареи. Выход блока формирования значимых технологических факторов соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока расчета базовых величин значимых технологических факторов, выход первого сумматора связан с входом блока вычисления изменений (поправок) выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, выход которого соединен с входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока расчета базовых величин выходных показателей качества кокса, выход второго сумматора связан с входом блока выдачи результатов. Блок прогноза качества кокса работает с использованием математической модели, в основу которой положен базовый метод оценки показателей качества кокса. В соответствии с этим к отчетным данным за предшествующий прогнозируемому (базовый) период вводятся поправки, учитывающие влияние изменения значимых технологических факторов - параметров шихты и периода коксования. Величина поправок зависит от степени изменения этих факторов относительно базовых значений и коэффициентов, отражающих удельную степень их влияния на качество кокса, т.е. в расчете на единицу изменения. Блок расчета базовых величин значимых технологических факторов и блок расчета базовых величин выходных показателей кокса вычисляют базовые значения вышеназванных параметров путем их усреднения за предшествующие периоды. Блок вычисления изменений (поправок) выходных показателей качества кокса по отклонениям технологических факторов включает блоки масштабирующих коэффициентов и собственный сумматор, которые предназначены для реализации соответствующей обобщенной формулы пересчета:

М_ож = М_б± К_у(У_прог-У_б)±К_А(А_прог-А_б)±К_Р(Р_зад1-Р_б)±К_τ(τ_зад-τ_б),

где: М_ож - ожидаемая (прогнозная) величина показателей качества кокса;

М_б - базовые величины одного из показателей качества кокса;

К_у, К_А, К_Р, К_τ - коэффициенты удельного влияния соответственно толщены пластического слоя, зольности, полома и периода коксования;

У_прог, А_прог, Р_зад1, τ_зад и У_б, А_б, Р_б, τ_б - соответственно прогнозируемые (или задаваемые) и базовые величины используемых параметров.

Величины коэффициентов для шихты определяются на основании статистических данных с использованием метода «черного ящика» - с исключением незначимых параметров и пересчетом величины остающихся значимых. Коэффициенты удельного влияния значимых технологических факторов рассматриваются как условно постоянные величины. Они используются достаточно длительное время. При изменении условий производства и накоплении новых данных коэффициенты уточняются (Г.А.Власов, А.В.Букреев, А.С.Жидко, С.С.Самоходов «Компьютеризированная система прогноза качества угольной шихты и кокса. // Кокс и химия. - 2002. - № 1. - с.35-39).

Данной системой невозможно достигнуть высокой точности оценивания выходных показателей качества кокса при большом количестве классов организационно-технологических ситуаций (ОТС), т.к. не учитывается зависимость от них базовых уровней значимых технологических факторов и выходных показателей качества кокса, и обеспечить получение оптимального состава угольной шихты и, как следствие, получение доменного кокса, отвечающего установленным требованиям по качеству.

Задачей изобретения является повышение точности оценивания выходных показателей качества кокса, определение оптимального состава шихты для коксования, уменьшение издержек при выборе шихты и снижение непроизводительных затрат за счет увеличения выхода годного кокса, снижение его расхода на тонну выплавляемого чугуна.

Поставленная задача достигается тем, что автоматизированная система определения качества кокса, содержащая блок ввода периода коксования, предназначенный для ввода величины периода коксования соответствующей коксовой батареи, блок выдачи результатов, блок расчета шихты, включающий блок учета прибывающих углей, предназначенный для подготовки информации по производителям углей, количеству, маркам и качественным характеристикам поступающих углей, блок учета движения углей в силосах, предназначенный для слежения за поступлением углей в силоса, определения качественных характеристик угля и вычисления количества их остатков в силосах, блок формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, предназначенный для оценивания названных характеристик выдаваемой шихты, причем выход блока учета прибывающих углей связан с первым входом блока учета движения углей в силосах, выход которого соединен с входом блока формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, выход последнего связан с блоком прогноза качества кокса, включающим блок формирования значимых технологических факторов, предназначенный для регистрации параметров шихты и коксования, первый и второй сумматоры, блок определения изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, предназначенный для вычисления отклонений выходных показателей качества кокса с учетом коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, при этом первый вход блока формирования значимых технологических факторов связан с выходом блока формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, второй вход блока формирования значимых технологических факторов соединен с выходом блока ввода периода коксования, выход блока формирования значимых технологических факторов связан с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом блока вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, выход которого связан с первым входом второго сумматора, согласно изобретению в блок расчета шихты дополнительно введены экстремальный регулятор, предназначенный для поиска наилучшего варианта шихты, и блок ввода заданных значений показателей качества кокса, предназначенный для регистрации задаваемых значений показателей качества кокса, при этом выход второго сумматора, предназначенного для вычисления прогнозируемых значений показателей качества кокса путем суммирования базовых уровней показателей качества кокса, соответствующих конкретной организационно-технологической ситуации (ОТС), и изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, соединен с первым входом экстремального регулятора, второй вход которого связан с выходом блока ввода заданных значений показателей качества кокса, выход экстремального регулятора соединен с входом блока выдачи результатов, предназначенного для отображения наилучших вариантов шихты, и вторым входом блока учета движения углей в силосах, а в блок прогноза качества кокса введены блок формирования номера ОТС, предназначенный для цифрового обозначения комплекса условий для формирования шихты, вход которого связан с выходом блока формирования значимых технологических факторов, первый блок запоминания, предназначенный для хранения номеров различных ОТС и соответствующих им численных значений базовых уровней значимых технологических факторов, показателей качества кокса и коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, первый блок сравнения, предназначенный для сравнения номера ОТС, сформированного блоком формирования номера ОТС и подаваемого с его выхода на первый вход первого блока сравнения с сигналом номеров различных ОТС, выдаваемых с первого выхода первого блока запоминания на второй вход первого блока сравнения, первый пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход связан с первым, вторым и третьим ключами, через которые соответственно второй, третий и четвертый выходы первого блока запоминания связаны со вторым входом первого сумматора, предназначенного для вычисления отклонений значимых технологических факторов от их базовых уровней, соответствующих выбранной ОТС, вторым входом блока вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов с учетом коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих выбранной ОТС, и вторым входом второго сумматора, причем блок формирования номера ОТС содержит имеющий шесть выходов второй блок запоминания, предназначенный для запоминания признаков, характеризующих отдельные составляющие ОТС по конкретным технологическим факторам, второй, третий и четвертый блоки сравнения, предназначенные для сравнения численных значений конкретных технологических факторов с граничными значениями отдельных интервалов диапазона их изменения, второй, третий и четвертый пороговые элементы, четвертый, пятый и шестой ключи, первый, второй и третий масштабирующие элементы и третий сумматор, предназначенные для реализации соответствующей формулы вычисления номера ОТС, при этом первые входы второго, третьего и четвертого блоков сравнения соединены с выходом блока формирования значимых технологических факторов, вторые входы второго, третьего и четвертого блоков сравнения соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами второго блока запоминания, выходы второго, третьего и четвертого блоков сравнения через второй, третий и четвертый пороговые элементы соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым ключами, через которые четвертый, пятый и шестой выходы второго блока запоминания связаны соответственно с первым, вторым и третьим масштабирующим элементами, соединенными с третьим сумматором, а выход последнего соединен с первым блоком сравнения.

Технический результат при использовании заявляемого изобретения заключается в повышении точности оценивания качественных характеристик производимого кокса, определении наилучшего состава шихты для коксования, уменьшении издержек при выборе шихты и снижении непроизводительных затрат за счет увеличения выхода годного кокса, а также снижении его расхода на тонну выплавляемого чугуна, достигнутого наличием в системе блока формирования номера организационно-технологической ситуации, предназначенного для цифрового обозначения комплекса условий для формирования шихты, и блока запоминания, предназначенного для хранения номеров различных организационно-технологических ситуаций и соответствующих им численных значений базовых уровней значимых технологических факторов, показателей качества кокса и коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов. Наличие в системе экстремального регулятора и блока ввода заданных значений показателей качества кокса автоматизирует выбор наилучшего варианта шихты с учетом организационно-технологических ситуаций работы подразделений коксохимического производства, например различных периодов коксования у отдельных коксовых батарей в сочетании с различным содержанием золы в шихте и толщиной пластического слоя углей.

Заявляемая автоматизированная система определения качества кокса, содержащая новую совокупность блоков и связей между ними, позволяет расширить ее функциональные возможности по оцениванию качественных характеристик производимого кокса, за счет чего уменьшить издержки при выборе шихты, определять наилучший состав шихты для коксования, снизить непроизводительные затраты за счет увеличения выхода годного кокса и уменьшить его расход на тонну выплавляемого чугуна.

Блок-схема предлагаемой автоматизированной системы определения качества кокса изображена на фиг.1, на фиг.2 - блок-схема блока формирования номера организационно-технологической ситуации, на фиг.3, 4 - диаграммы изменения сигналов соответственно по первому (Y^s - сигнал граничных значений отдельных интервалов диапазона изменения толщины пластического слоя угля) и четвертому (S_у - номера интервалов диапазона его изменения) выходам второго блока запоминания, входящего в состав блока формирования номера организационно-технологической ситуации, иллюстрирующие работу названного блока.

Автоматизированная система определения качества кокса содержит блок 1 расчета шихты, включающий блок 2 учета прибывающих углей, предназначенный для подготовки информации по производителям углей, количеству, маркам и качественным характеристикам поступающих углей, блок 3 учета движения углей в силосах, предназначенный для слежения за поступлением углей в силоса, определения качественных характеристик углей и вычисления их остатков в силосах, блок 4 формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, предназначенный для оценивания названных характеристик выдаваемой шихты, экстремальный регулятор 5, предназначенный для поиска наилучшего варианта шихты, блок 6 ввода заданных значений показателей качества кокса, предназначенный для регистрации задаваемых значений показателей качества кокса, при этом выход блока 2 учета прибывающих углей связан с первым входом блока 3 учета движения углей в силосах, выход которого соединен с входом блока 4 формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, выход которого является выходом блока 1 расчета шихты; блок 7 ввода периода коксования, предназначенный для ввода величины периода коксования соответствующей коксовой батареи; блок 8 прогноза качества кокса, включающий блок 9 формирования значимых технологических факторов, предназначенный для регистрации параметров шихты и коксования, первый вход которого связан с выходом блока 4 формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, а второй вход соединен с выходом блока 7 ввода периода коксования, первый сумматор 10, предназначенный для вычисления отклонений значимых технологических факторов от их базовых уровней, соответствующих выбранной ОТС, первый вход которого связан с выходом блока 9 формирования значимых технологических факторов, а выход соединен с первым входом блока 11 вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов с учетом коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих выбранной ОТС, выход которого связан с первым входом второго сумматора 12, предназначенного для вычисления прогнозируемых значений показателей качества кокса путем суммирования базовых уровней показателей качества кокса, соответствующих выбранной ОТС, и изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, блок 13 формирования номера ОТС, предназначенный для цифрового обозначения комплекса условий для формирования шихты, вход которого связан с выходом блока 9 формирования значимых технологических факторов, первый блок 14 запоминания, предназначенный для хранения номеров различных ОТС и соответствующих им численных значений базовых уровней значимых технологических факторов, показателей качества кокса и коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, первый блок 15 сравнения, предназначенный для сравнения номера ОТС, сформированного блоком 13 формирования номера ОТС и подаваемого с его выхода на первый вход первого блока 15 сравнения с сигналом номеров различных ОТС, выдаваемых с первого выхода первого блока 14 запоминания на второй вход первого блока 15 сравнения, первый пороговый элемент 16, вход которого соединен с выходом первого блока 15 сравнения, а выход связан с первым 17, вторым 18 и третьим 19 ключами, через которые соответственно второй, третий и четвертый выходы первого блока 14 запоминания связаны со вторым входом первого сумматора 10, вторым входом блока 11 вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов с учетом коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих выбранной ОТС, и вторым входом второго сумматора 12, выход которого, являющийся выходом блока 8 прогноза качества кокса, связан с первым входом экстремального регулятора 5, предназначенного для поиска наилучшего варианта шихты, второй вход которого связан с выходом блока 6 ввода заданных значений показателей качества кокса, выход экстремального регулятора 5 соединен с входом блока 20 выдачи результатов и вторым входом блока 3 учета движения углей в силосах. При этом блок 13 формирования номера ОТС содержит имеющий шесть выходов второй блок 21 запоминания, предназначенный для запоминания признаков, характеризующих отдельные составляющие ОТС по конкретным технологическим факторам, в частности толщине пластического слоя углей, их зольности, периоду коксования коксовых батарей, второй 22, третий 23 и четвертый 24 блоки сравнения, предназначенные для сравнения численных значений конкретных технологических факторов с граничными значениями отдельных интервалов диапазона их изменения, второй 25, третий 26 и четвертый 27 пороговые элементы, четвертый 28, пятый 29 и шестой 30 ключи, первый 31, второй 32 и третий 33 масштабирующие элементы и третий сумматор 34, предназначенные для реализации соответствующей формулы вычисления номера ОТС как линейной комбинации номеров интервалов диапазонов изменения толщины пластического слоя углей, их зольности и периода коксования коксовых батарей, при этом первые входы второго 22, третьего 23 и четвертого 24 блоков сравнения соединены с выходом блока 9 формирования значимых технологических факторов, вторые входы второго 22, третьего 23 и четвертого 24 блоков сравнения соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами второго блока 21 запоминания, выходы второго 22, третьего 23 и четвертого блоков 24 сравнения через второй 25, третий 26 и четвертый 27 пороговые элементы соединены соответственно с четвертым 28, пятым 29 и шестым 30 ключами, через которые четвертый, пятый и шестой выходы второго блока 21 запоминания соответственно связаны с первым 31, вторым 32 и третьим 33 масштабирующими элементами, соединенными с третьим сумматором 34, выход последнего связан с входом первого блока 15 сравнения.

До момента запуска автоматизированной системы определения качества кокса в работу в первом блоке 14 запоминания для различных организационно-технологических ситуаций, характеризуемых определенными значениями толщины пластического слоя поступающих углей, их зольности и периода коксования коксовых батарей, заносятся данные о базовых уровнях значимых технологических факторов, в частности влажности шихты, летучих и зольности в шихте, спекаемости шихты, ее помоле, спекаемости концентратов, петрографической неоднородности шихты на обогащение, отражении витринита и других, а также показателей качества кокса, в частности механической прочности М40, истираемости M10 и содержания золы в коксе. Также заносятся значения коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих названным ОТС, которые в процессе работы системы используются при расчетном определении качественных характеристик кокса. Во второй блок 21 запоминания заносятся данные о признаках, характеризующих конкретные составляющие ОТС, к числу которых относятся признаки попадания численных значений толщины пластического слоя углей, их зольности, периода коксования коксовых батарей в определенные диапазоны их изменения.

Автоматизированная система определения качества кокса работает следующим образом. Блок 2 учета прибывающих углей и блок 3 учета движения углей в силосах работают непрерывно в течение всего времени функционирования системы и отслеживают как поступление углей в силоса, так и их выдачу. Блок 3 учета движения углей в силосах определяет качественные характеристики и вычисляет количество их остатков в силосах, что является исходной информацией для оценивания качественных характеристик выдаваемой шихты. Информация о задаваемом количестве выдаваемого из того или иного силоса угля поступает на вход блока 3 учета движения углей в силосах из экстремального регулятора 5. Для определенных моментов времени, когда необходимо произвести расчет шихты, экстремальный регулятор 5 выдает задание блоку 3 учета движения углей в силосах на дозирование углей из тех или иных силосов, а блок 4 формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты вычисляет необходимые параметры шихты и выдает их в блок 9 формирования значимых технологических факторов блока 8 прогноза качества кокса, который выделяет наиболее значимые технологические факторы шихты и фиксирует как их численные значения, так и численные значения периода коксования коксовой батареи, полученные с выхода блока 7 ввода периода коксования на текущий момент времени. Конкретные численные значения значимых технологических факторов с выхода блока 9 формирования значимых технологических факторов поступают на вход первого сумматора 10 для вычисления их отклонений от базовых уровней, а также поступают на вход блока 13 формирования номера ОТС. Работа блока 13 формирования номера ОТС поясняется диаграммами изменения сигналов, соответственно, по первому (Y^s - сигнал граничных значений отдельных интервалов диапазона изменения толщины пластического слоя угля) и четвертому (S_у - номера интервалов диапазона его изменения) выходам второго блока 21 запоминания. После выделения значимых технологических факторов в блоке 9 формирования значимых технологических факторов значения одного из них, в частности толщины пластического слоя углей Y^p подаются на первый вход второго блока 22 сравнения, где сравниваются с сигналом граничных значений отдельных интервалов всего диапазона изменения данного фактора Y^s, подаваемым с первого выхода второго блока 21 запоминания на второй вход второго блока 22 сравнения. При совпадении в пределах порогового значения ΔY* этих сигналов с выхода порогового элемента 25 подается сигнал на четвертый ключ 28, через который сигнал S_у в виде номера соответствующего интервала диапазона изменения названного технологического фактора с четвертого выхода второго блока 21 запоминания подается на вход первого масштабирующего элемента 31. Аналогично работают третий 23 и четвертый 24 блоки сравнения, третий 26 и четвертый 27 пороговые элементы, а также пятый 29 и шестой 30 ключи, с помощью которых обрабатываются сигналы количества золы углей и периода коксования работающих коксовых батарей, подаваемые с выхода блока 9 формирования значимых технологических факторов на первые входы третьего 23 и четвертого 24 блоков сравнения, при этом с использованием второго и третьего выходов второго блока 21 запоминания, третьего 26 и четвертого 27 пороговых элементов, пятого 29 и шестого 30 ключей выделяются соответствующие номера интервалов диапазонов изменения этих факторов и их значения выдаются с пятого и шестого выходов второго блока 21 запоминания на вход второго 32 и третьего 33 масштабирующих элементов. Номер ОТС в третьем сумматоре 34 определяется как линейная комбинация номеров интервалов диапазонов изменения толщины пластического слоя углей, их зольности и периода коксования коксовых батарей. Блок 13 формирования номера ОТС предназначен для цифрового обозначения комплекса условий для формирования шихты, характеризующего шихту в текущий момент времени. Номер ОТС с выхода блока 13 формирования номера ОТС подается на первый вход первого 15 блока сравнения и сравнивается с сигналом номеров различных ОТС, выдаваемых с первого выхода первого блока 14 запоминания на второй вход первого блока 15 сравнения. При их совпадении срабатывает первый пороговый элемент 16 и включаются первый 17, второй 18 и третий 19 ключи. При срабатывании первого 17 ключа сигнал о базовых уровнях значимых технологических факторов со второго выхода первого 14 блока запоминания поступает на второй вход первого 10 сумматора и на его выходе вычисляются отклонения значимых технологических факторов от их базовых уровней, которые поступают на вход блока 11 вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов. При срабатывании второго ключа 18 сигнал о численных значениях коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих выявленному номеру ОТС в блоке 13 формирования номера ОТС, с третьего выхода первого блока 14 запоминания поступает на второй вход блока 11 вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов. На выходе блока 11 вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов формируются поправки выходных показателей качества кокса, которые подаются на первый вход второго сумматора 12. На второй вход второго сумматора 12 подаются базовые уровни показателей качества кокса, которые после сложения с выходными сигналами блока 11 вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов преобразуются в прогнозируемые значения показателей качества кокса для конкретных значений технологических факторов на текущий момент времени работы системы и соответствуют той или иной выявленной ОТС. Сигналы о прогнозируемых качественных характеристиках кокса с выхода второго сумматора 12 подаются на вход экстремального регулятора 5 и используются в нем для поиска наилучшего варианта шихты. На второй вход экстремального регулятора 5 поступает сигнал с выхода блока 6 ввода заданных значений показателей качества кокса, с помощью которого задается целевая функция его работы. Промежуточные результаты работы экстремального регулятора 5 в виде расчетного задания на дозирование углей из тех или иных силосов в процессе поиска наилучшего решения подаются на вход блока 3 учета движения углей в силосах и используются для расчетного определения необходимого количества выдаваемого угля, а также последующего использования в блоке 4 формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты. Окончательные результаты работы экстремального регулятора 5 в виде наилучших значений составляющих компонентов шихты выдаются в блок 20 выдачи результатов.

Изобретение промышленно применимо в коксохимической промышленности, в частности при подготовке шихты для коксования и прогнозировании качественных характеристик кокса, что обеспечивает в доменном производстве снижение удельного расхода кокса.

Изобретение относится к области автоматизации процесса получения кокса. Система содержит блок ввода периода коксования, блок формирования значимых технологических факторов, первый и второй сумматоры, блок определения изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, блок выдачи результатов и блок расчета шихты, включающий блок учета прибывающих углей, блок учета движения углей в силосах и блок формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты. В блок расчета шихты системы введены экстремальный регулятор и блок ввода заданных значений показателей качества кокса. В блок прогноза качества кокса системы введен блок формирования номера организационно технической ситуации, первый блок запоминания, первый блок сравнения, первый пороговый элемент и три ключа. Причем блок формирования номера организационно технической ситуации содержит имеющий шесть выходов второй блок запоминания, второй, третий и четвертый блоки сравнения, первый, второй и третий масштабирующие элементы и третий сумматор. Технический результат - при использовании изобретения повышается точность оценивания выходных показателей качества кокса, увеличивается выход годного кокса и снижается его расход на тонну выплавляемого чугуна. 4 ил.

Автоматизированная система определения качества кокса, содержащая блок ввода периода коксования, предназначенный для ввода величины периода коксования соответствующей коксовой батареи, блок выдачи результатов, блок расчета шихты, включающий блок учета прибывающих углей, предназначенный для подготовки информации по производителям углей, количестве, маркам и качественным характеристикам поступающих углей, блок учета движения углей в силосах, предназначенный для слежения за поступлением углей в силоса, определения качественных характеристик углей и вычисления их остатков в силосах, блок формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, предназначенный для оценивания названных характеристик выдаваемой шихты, причем выход блока учета прибывающих углей связан с первым входом блока учета движения углей в силосах, выход которого соединен с входом блока формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, имеющего выход, являющийся выходом блока расчета шихты, который связан с блоком прогноза качества кокса, включающим блок формирования значимых технологических факторов, предназначенный для регистрации параметров шихты и коксования, первый и второй сумматоры, блок определения изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, предназначенный для вычисления отклонений выходных показателей качества кокса с учетом коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, при этом первый вход блока формирования значимых технологических факторов связан с выходом блока формирования информации о количественных и качественных характеристиках выдаваемой шихты, второй вход блока формирования значимых технологических факторов соединен с выходом блока ввода периода коксования, выход блока формирования значимых технологических факторов связан с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом блока определения изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, выход которого связан с первым входом второго сумматора, отличающаяся тем, что она в блоке расчета шихты дополнительно содержит экстремальный регулятор, предназначенный для поиска наилучшего варианта шихты, и блок ввода заданных значений показателей качества кокса, предназначенный для регистрации задаваемых значений показателей качества кокса, при этом выход второго сумматора, предназначенного для вычисления прогнозируемых значений показателей качества кокса путем суммирования базовых уровней показателей качества кокса, соответствующих конкретной организационно-технической ситуации (ОТС) и изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов, соединен с первым входом экстремального регулятора, второй вход которого связан с выходом блока ввода заданных значений показателей качества кокса, выход экстремального регулятора соединен с входом блока выдачи результатов, предназначенного для отображения наилучших вариантов шихты, и вторым входом блока учета движения углей в силосах, а в блок прогноза качества кокса введены блок формирования номера ОТС, предназначенный для цифрового обозначения комплекса условий для формирования шихты, вход которого связан с выходом блока формирования значимых технологических факторов, первый блок запоминания, предназначенный для хранения номеров различных ОТС и соответствующих им численных значений базовых уровней значимых технологических факторов, показателей качества кокса и коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, первый блок сравнения, предназначенный для сравнения номера ОТС, сформированного блоком формирования номера ОТС и подаваемого с его выхода на первый вход первого блока сравнения с сигналом номеров различных ОТС, выдаваемых с первого выхода первого блока запоминания на второй вход первого блока сравнения, первый пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход связан с первым, вторым и третьим ключами, через которые соответственно второй выход первого блока запоминания, формирующий сигнал о базовых уровнях значимых технологических факторов, связан со вторым входом первого сумматора, предназначенного для вычисления отклонений значимых технологических факторов от их базовых уровней, соответствующих выбранной ОТС, третий выход первого блока запоминания, формирующий сигнал о численных значениях коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих выявленному номеру ОТС в блоке формирования номера ОТС, связан со вторым входом блока вычисления изменений выходных показателей качества кокса по отклонениям значимых технологических факторов с учетом коэффициентов удельного влияния значимых технологических факторов, соответствующих выбранной ОТС, и четвертый выход первого блока запоминания, формирующий сигнал о базовых уровнях показателей качества кокса, связан со вторым входом второго сумматора, при этом блок формирования номера ОТС содержит имеющий шесть выходов второй блок запоминания, предназначенный для запоминания признаков, характеризующих отдельные составляющие ОТС по конкретным технологическим факторам, второй, третий и четвертый блоки сравнения, предназначенные для сравнения численных значений конкретных технологических факторов с граничными значениями отдельных интервалов диапазона их изменения, второй, третий и четвертый пороговые элементы, четвертый, пятый и шестой ключи, первый, второй и третий масштабирующие элементы и третий сумматор, предназначенные для реализации соответствующей формулы вычисления номера ОТС, при этом первые входы второго, третьего и четвертого блоков сравнения соединены с выходом блока формирования значимых технологических факторов, вторые входы второго, третьего и четвертого блоков сравнения соединены соответственно с первым выходом второго блока запоминания, формирующим сигнал о граничных значениях отдельных интервалов диапазона изменения толщины пластического слоя угля, вторым выходом второго блока запоминания, формирующим сигнал о номерах интервалов диапазона изменения количества золы угля, и третьим выходом второго блока запоминания, формирующим сигнал о периодах коксования работающих коксовых батарей, а выходы второго, третьего и четвертого блоков сравнения через соответственно второй, третий и четвертый пороговые элементы соединены с четвертым, пятым и шестым ключами, через которые соответственно четвертый выход второго блока запоминания, формирующий сигнал о номерах интервалов диапазона изменения толщины пластического слоя угля, связан с первым масштабирующим элементом, пятый выход второго блока запоминания, формирующий сигнал о номерах интервалов диапазонов изменения количества золы углей, связан со вторым масштабирующим элементом и шестой выход второго блока запоминания, формирующий сигнал о номерах диапазонов изменения периодов коксования работающих коксовых батарей, связан с третьим масштабирующим элементом, входы масштабирующих элементов соединены с третьим сумматором, а выход последнего соединен с первым блоком сравнения.