铜精炼炉炉况异常智能诊断应用研究

论文摘要

铜精炼炉中铜的精炼过程是一个涉及化学反应、传热、传质、流体流动的复杂过程,其生产具有多变量、非线性、强耦合和大惯性,故偏离正常工况的炉况异常时常发生。而良好的炉况异常诊断专家系统能通过大量的铜精炼炉运行状态信息对其进行实时炉况异常诊断及报警,这将有利于操作人员及时作出相应的调整措施来提高铜精炼炉运行状态的可靠性和安全性,从而提高铜冶炼产品的国际竞争力。 为了实现铜精炼炉中铜的精炼过程已发异常或潜在异常的快速高效诊断,本文利用模糊理论与专家系统技术研究开发了铜精炼炉炉况异常诊断专家系统,论文主要工作与创新之处如下: (1)对铜精炼炉热工参数状况进行了理论分析及其仿真计算,为铜精炼炉炉况异常诊断专家系统优化、选择确切反映铜精炼炉工况及关键性的热工参数奠定了坚实基础; (2)分析了铜精炼炉炉况异常诊断知识特点,并采用模糊化方法对铜精炼炉状态参数进行处理; (3)采用综合型知识方式来表达铜精炼炉炉况异常诊断知识,采用多库多层次的方式组织知识库,并对知识库采取一系列方式进行管理与维护,这为实现铜精炼炉炉况异常诊断专家系统高效快速地推理与诊断奠定了坚实的基础; (4)从建立的模糊诊断模型所确定的异常假定集出发,设计了铜精炼炉异常类型诊断的反向推理和异常原因分析及炉况异常消除措施正向推理相结合的混合推理机制; (5)提出了不精确推理方法和模糊匹配策略,设计了总体目标推理和级目标推理相结合的推理机。 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统采用Visual Basic6.0进行编程,在windows2000平台上运行。其应用结果表明,该炉况异常诊断专家系统的知识库是基本合理的,推理机制是快速高效的,预报准确率是较高的,并具有较高的诊断能力和较强的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 铜冶炼工业生产过程概述
• 1.1.1 铜冶炼工业生产现状
• 1.1.2 粗铜精炼过程
• 1.1.3 精炼设备
• 1.1.4 火法精炼的技术现状与动向
• 1.2 故障（异常状况）诊断技术的发展及现状
• 1.2.1 故障（异常状况）诊断的重要性
• 1.2.2 故障（异常状况）诊断理论与方法
• 1.2.3 智能故障（异常状况）诊断技术概述
• 1.3 故障（异常状况）诊断技术在冶金工业中的应用
• 1.4 课题意义
• 第二章 铜精炼过程及主要热工参数的数学模型
• 2.1 铜精炼工艺过程
• 2.1.1 保温过程
• 2.1.2 氧化过程
• 2.1.3 还原过程
• 2.1.4 阳极铜含杂质的危害性
• 2.2 铜精炼炉热工参数数学模型
• 2.2.1 铜精炼炉燃料消耗最优化数学模型
• 2.2.2 氧化空气流量预测模型
• 2.2.3 助燃空气过剩系数
• 2.2.4 铜精炼过程燃料消耗最优化数学模型仿真
• 2.3 常见铜精炼炉热工参数异常状况
• 2.4 小结
• 第三章 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统设计
• 3.1 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统知识库构建
• 3.1.1 异常状况诊断知识特点
• 3.1.2 铜精炼过程参数模糊知识化
• 3.1.3 元知识
• 3.1.4 知识库组织
• 3.1.5 知识库管理与维护
• 3.2 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统推理机设计
• 3.2.1 异常状况诊断推理机制
• 3.2.2 异常类型诊断推理
• 3.2.3 铜精炼炉炉况异常状况诊断的正向推理
• 3.2.4 模糊匹配策略
• 3.2.5 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统推理机的实现
• 3.3 小结
• 第四章 铜精炼炉炉况异常智能诊断实现
• 4.1 铜精炼炉主控热工参数选取原则
• 4.2 铜精炼炉炉况异常状况诊断与消除决策知识
• 4.3 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统结构
• 4.3.1 数据接收及处理
• 4.3.2 软件结构
• 4.4 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统实验
• 4.5 铜精炼炉炉况异常诊断专家系统运行情况与应用效果
• 4.5.1 节能效果
• 4.5.2 环保效果
• 4.6 小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文及从事课题