高炉出铁受铁的过程控制方法 【技术领域】
本发明涉及一种高炉炼铁的过程控制方法。
背景技术
高炉炼铁是一个复杂的物理化学过程，该过程可大致描述为：自炉体上部装入铁矿石、燃料和溶剂；从炉体下部鼓入高温富氧空气燃烧燃料，产生大量高温还原性气体向上运动；炉体上部的炉料在下降过程中经过加热、还原、熔化、造渣等一系列过程，最终生成液态炉渣和铁水。
通过铁口，高炉定期将炉内铁水和液态炉渣排出炉体，铁口从打开到关闭为一次出铁(Tap)。高炉出铁时，一般将铁罐(又称鱼雷罐、铁包)运送至相应的铁口下盛放铁水，每个铁罐从开始盛装铁水到结束盛装铁水为一次受铁(Pouring)。通常高炉排放一次铁水需要由多个铁罐盛放，即一次出铁对应多次受铁，这些受铁共同隶属于一个出铁。
对于一般的炼铁企业，在每次出铁开始时，过程控制系统都会接收到L1级控制器发出的或人工发出的出铁开始信号；每次出铁结束时，过程控制系统也都会接收到L1级控制器发出的或人工发出的出铁结束信号。部分炼铁企业，在每次受铁开始时，过程控制系统会接收到L1级控制器发出的受铁开始信号；每次受铁结束时，过程控制系统会接收到L1级控制器发出的受铁结束信号。
目前，不同的炼铁企业具有不同的设备条件和管理要求，例如部分炼铁厂仅对铁口出铁进行管理，不对铁罐受铁进行管理；部分炼铁厂虽然对铁口出铁和铁罐受铁均进行管理，但对出铁开始信号与首次受铁开始信号的时序要求不尽相同。因此对高炉的铁口出铁、铁罐受铁过程没有通用的过程控制方法。
【发明内容】
本发明主要解决的技术问题是提供一种高炉出铁受铁的过程控制方法，该方法可适应不同的高炉出铁受铁生产环境。
为解决上述技术问题，本发明高炉出铁受铁的过程控制方法包括如下步骤：
第1步，过程控制系统判断高炉出铁受铁过程是否存在受铁信号，当存在受铁信号时给出首次受铁开始信号和出铁开始信号的正确顺序；
第2.1步，当高炉出铁受铁过程中不存在受铁信号时：当过程控制系统接收到出铁开始信号，即产生一条出铁记录，所述出铁记录包括出铁的铁次号、铁口号、开始时间；
然后当过程控制系统接收到铁罐信号中最早的一个，即产生一条受铁记录，所述受铁记录包括受铁号、铁罐号、所属铁次号；
所述铁罐信号包括铁罐连同罐中铁水的重量数据、罐中铁水的成分分析数据、罐中铁水的温度数据，所述铁罐信号均包含铁罐号；
再后当过程控制系统接收到后续铁罐信号，且后续铁罐信号所包含的铁罐号不同于已有受铁记录中的铁罐号，即产生新的受铁记录；
第2.2步，当高炉出铁受铁过程中存在受铁信号、且正确顺序为首次受铁开始信号在前、出铁开始信号在后时：当过程控制系统接收到首次受铁开始信号，即产生一条受铁记录，所述受铁记录中所属铁次号为空；
然后当过程控制系统接收到出铁开始信号，即产生一条出铁记录，并将所述出铁记录中的铁次号替换所述受铁记录中空的所属铁次号；
再后当过程控制系统接收到后续受铁开始信号，即产生新的受铁记录；
第2.3步，当高炉出铁受铁过程中存在受铁信号，且正确顺序为出铁开始信号在前、首次受铁开始信号在后时：当过程控制系统接收到出铁开始信号，即产生一条出铁记录；
然后当过程控制系统接收到首次受铁开始信号，即产生一条受铁记录；
再后当过程控制系统接收到后续受铁开始信号，即产生新的受铁记录；
第3步，过程控制系统接收到铁罐信号，即根据铁罐号将铁罐信号记录于对应的受铁记录中；
当受铁记录中记录有多个相同项目的铁罐信号时，受铁记录中还计算并存储平均值；
第4步，过程控制系统接收到出铁结束信号，将结束时间记录于出铁记录中，还将本次出铁所对应的各受铁记录中的相同项目的铁罐信号取平均值记录于本次出铁记录中；
第5步，当过程控制系统再次接收到铁罐信号，先根据铁罐号将铁罐信号记录于受铁记录中，再更新受铁记录中该项目铁罐信号平均值，最后更新对应的出铁记录中该项目铁罐信号平均值。
本发明所述方法，实现了不同生产环境下高炉出铁受铁过程的通用建模操作，可以适合各种炼铁企业的应用需求。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明高炉出铁受铁的过程控制方法流程图。
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明所述方法包括如下步骤：
第1步，过程控制系统判断高炉出铁受铁过程是否存在受铁信号，当存在受铁信号时给出首次受铁开始信号和出铁开始信号的正确顺序。
高炉出铁受铁过程有三种情况：其一，不存在受铁信号(受铁信号包括受铁开始信号和受铁结束信号)；其二，存在受铁信号，正确顺序为首次受铁开始信号在前、出铁开始信号在后；其三，存在受铁信号；正确顺序为出铁开始信号在前、首次受铁开始信号在后。这三种情况由本步确认，且分别对应下面的2.1步，2.2步和2.3步。
第2.1步，当高炉出铁受铁过程中不存在受铁信号时：(一)当过程控制系统接收到出铁开始信号，即产生一条出铁记录。所述出铁记录包括出铁的铁次号、铁口号、开始时间。(二)然后当过程控制系统接收到铁罐信号中最早的一个，即产生一条受铁记录。所述受铁记录包括受铁号、铁罐号、所属铁次号。所述铁罐信号包括铁罐连同罐中铁水的重量数据、罐中铁水的成分分析数据、罐中铁水的温度数据，所述铁罐信号均包含铁罐号。同一项目的铁罐信号可能会测量多次，每个企业会将其中的一次(如最后一次)作为代表值，并计算平均值。(三)再后当过程控制系统接收到后续铁罐信号，且后续铁罐信号所包含的铁罐号不同于已有受铁记录中的铁罐号，即产生新的受铁记录。
第2.2步，当高炉出铁受铁过程中存在受铁信号、且正确顺序为首次受铁开始信号在前、出铁开始信号在后时：(一)当过程控制系统接收到首次受铁开始信号，即产生一条受铁记录，所述受铁记录中所属铁次号为空。(二)然后当过程控制系统接收到出铁开始信号，即产生一条出铁记录，并将所述出铁记录中的铁次号替换所述受铁记录中空的所属铁次号。(三)再后当过程控制系统接收到后续受铁开始信号，即产生新的受铁记录。
第2.3步，当高炉出铁受铁过程中存在受铁信号，且正确顺序为出铁开始信号在前、首次受铁开始信号在后时：(一)当过程控制系统接收到出铁开始信号，即产生一条出铁记录。(二)然后当过程控制系统接收到首次受铁开始信号，即产生一条受铁记录。(三)再后当过程控制系统接收到后续受铁开始信号，即产生新的受铁记录。
第3步，过程控制系统接收到铁罐信号，即根据铁罐号将铁罐信号记录于对应的受铁记录中。当受铁记录中记录有多个相同项目的铁罐信号时，受铁记录中还计算并存储平均值。
例如，过程控制系统先后接收到包含同一个铁罐号的两份罐中铁水温度数据，则在包含该铁罐号的受铁记录中分别记录这两个罐中铁水温度数据，还在该受铁记录中计算并记录罐中铁水平均温度数据。
第4步，过程控制系统接收到出铁结束信号，将结束时间记录于出铁记录中，还将本次出铁所对应的各受铁记录中的相同项目的铁罐信号取平均值记录于本次出铁记录中。
例如，本次出铁对应于十次受铁，过程控制系统将十个受铁记录中的罐中铁水成分分析数据取平均值记录在本次出铁记录中。
第5步，当过程控制系统再次接收到铁罐信号，先根据铁罐号将铁罐信号记录于受铁记录中，再更新受铁记录中该项目铁罐信号平均值，最后更新对应的出铁记录中该项目铁罐信号平均值。
上面是本发明所述方法按照正确地逻辑顺序接收信号的情况。有时，由于故障等原因，过程控制系统可能会接收到错误逻辑顺序的信号。此时，过程控制系统会将这些不应出现的信号认为是“误信号”而忽略。
例如，所述方法的第2.1步中，当过程控制系统接收到任意铁罐信号在前、接收到出铁开始信号在后，则忽略该任意铁罐信号。所述方法的第2.2步中，当过程控制系统接收到出铁开始信号在前、接收到首次受铁开始信号在后，则忽略该出铁开始信号。所述方法的第2.3步中，当过程控制系统接收到首次受铁开始信号在前、接收到出铁开始信号在后，则忽略该首次受铁开始信号。
所述方法的第2.1、2.2和2.3步中，过程控制系统在接收到出铁开始信号之后、且接收到紧邻的出铁结束信号之前，将产生的受铁记录中的所述铁次号均记录为本次出铁的铁次号，即将这段时间内的受铁均与本次出铁相对应。
本发明通过如下方法区分受铁开始信号和首次受铁开始信号。所述方法的第2.2步中，过程控制系统在接收到出铁结束信号之后，将接收到的首个受铁开始信号认为是首次受铁开始信号。所述方法的第2.3步中，过程控制系统在接收到出铁开始信号之后，将接收到的首个受铁开始信号认为是首次受铁开始信号。
关于首次受铁开始信号，也存在不符合逻辑的“误信号”。所述方法的第2.3步中，过程控制系统在接收到出铁结束信号之后、且接收到紧邻的出铁开始信号之前，又接收到受铁开始信号，则忽略该受铁开始信号。
任何出铁过程都可以取消，取消出铁过程不仅停止出铁及相应受铁过程，还将出铁记录及相应受铁记录完全删除。所述方法中，当过程控制系统在任意时刻接收到出铁取消信号时，均取消本次出铁及对应的受铁，删除本次出铁的出铁记录及对应的受铁记录，并将接收到本次出铁开始信号之后、且接收到出铁取消信号之前已经产生的出铁记录中的铁次号减1。