一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法

1.本发明涉及钢铁冶金、应用软件和智能制造技术领域，更具体地说，涉及一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法。


背景技术：

2.智能制造浪潮席卷全球，物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的快速发展，推动钢铁行业等传统制造业转型升级。工业互联网平台作为数字经济时代的重要体现，对于促进数字化和智能化浪潮下的钢铁工业体系变革，推动钢铁行业智能制造发挥着关键支撑作用。
3.炼钢生产由于工艺流程复杂，工艺衔接紧凑，工艺模型差异显著，数据信息多源异构，信息孤岛现象严重，导致耦合工序段贯穿全流程的智能制造难度极大。因此，必须将冶金技术和物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术深度融合，设计开发炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，通过炼钢生产管控智能应用，实现炼钢智慧集控，助力钢铁行业高质量发展。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法。
5.为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
6.本发明的一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，基于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术进行设计开发，包括铁水预处理、炼钢、出钢、精炼、连铸等炼钢工序，所述的方法包括以下步骤：
7.步骤一：根据炼钢智慧集控技术方案，按炼钢工序分解为铁水预处理、炼钢、出钢、精炼、连铸工序；
8.步骤二：根据所述的炼钢工序，基于冶金技术建立各个炼钢工序的智能工艺模型；
9.步骤三：基于bim和gis，通过物联网，实时采集各种数据信息；结合数字孪生技术，构建炼钢全流程数字信息模型；
10.步骤四：根据所述的智能工艺模型和数字信息模型，建立炼钢智慧集控智能应用平台构建方法；
11.步骤五：根据所述的炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，进行各个炼钢工序的智慧集控。
12.进一步地，所述的铁水预处理可以是脱硫、脱磷、脱硅等中的一种或多种，所述的炼钢可以是转炉炼钢或电炉炼钢，所述的出钢可以是转炉出钢或电炉出钢，所述的精炼可以是lf、 rh、vd、vod、aod等中的一种或多种，所述的连铸可以是板坯、方坯、异形坯等中的一种或多种；
13.进一步地，所述的智能工艺模型，涉及铁水预处理、炼钢、出钢、精炼、连铸各个炼
钢工序，以及面向整个炼钢工艺的全流程一体化生产管控和智能调度；
14.进一步地，所述的智能工艺模型，采用c、c++、c#、java、python、go等主流编程语言中的一种或多种，结合冶金技术和人工经验，通过编程技术实现；
15.进一步地，所述的bim为建筑信息模型，所述的gis为地理信息系统，通过bim技术和gis技术，建立各种数学模型，结合数字孪生技术，针对炼钢全生命周期进行数字化建模；
16.进一步地，所述的炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，程序架构既可以采用b/s架构，又可以采用c/s架构；数据库可以是mysql、sql server、oracle、mongodb、redis等中的一种或多种；
17.进一步地，所述的炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，基于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的集成应用，采用多元异构数据实时采集和高速响应处理机制，集成多数据源接入、自动化数据萃取、分布式数据存储，通过智能应用系统实现炼钢生产全流程一体化管控，为炼钢智慧集控提供全面可靠的智能应用平台软件支持。
18.进一步地，所述的炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，通过炼钢智慧集控智能应用平台构建方法软件，基于内嵌的智能工艺模型，将炼钢生产过程进行智能集中管控，解决信息孤岛问题，改善作业环境，精简操作人员，推动炼钢生产的智能化变革；
19.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
20.本发明根据炼钢智慧集控技术方案，建立包括铁水预处理、炼钢、出钢、精炼、连铸各个炼钢工序的智能工艺模型，基于bim和gis，构建炼钢全流程数字信息模型，设计开发炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，实现炼钢全流程一体化智慧集控。本发明通过设计开发炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，基于智能应用平台软件，将冶金技术与物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术深度融合，实现炼钢智慧集控，彻底变革炼钢生产组织模式和劳动环境。本发明可以通过炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，将冶金技术和物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术紧密结合，通过内嵌的智能工艺模型，解决钢铁生产的数据衰减和数据孤岛的问题，全流程全生命周期智能管控炼钢生产，提高产品质量稳定性和劳动生产率，降低生产成本，精简操作人员，推动钢铁行业高质量发展。
附图说明
21.图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：
23.实施例1
24.本实施例的一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，具体为b/s架构的转炉炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，包括铁水预处理、转炉炼钢、转炉出钢、lf精炼、方坯连铸，其步骤为：
25.步骤一：根据转炉炼钢智慧集控技术方案，将转炉炼钢工艺流程分解为铁水预处理、转炉炼钢、转炉出钢、lf精炼、方坯连铸，主要设备包括两个150t铁水脱硫预处理炉、两个 150t转炉、两个150t lf精炼炉、两个7机7流165mm
×
165mm方坯连铸机，以及配套若干个
铁水罐、钢包、渣罐、钢包台车、渣罐台车、天车；
26.步骤二：根据转炉炼钢智慧集控技术方案，使用java编程语言，基于冶金技术，结合人工经验，建立一键脱硫、智能扒渣、一键炼钢、智能出钢、一键精炼、智慧连铸、自动铸坯定尺定重、自动铸坯质量检测、智能调度等智能工艺模型；
27.步骤三：根据转炉炼钢智慧集控技术方案，基于bim和gis，结合物联网技术，通过重量传感器、温度传感器、压力传感器、红外测温、激光视觉、视频监控、声光报警、激光定位、测温取样机器人、智能扒渣机器人、自动换水口机器人等相关装置与技术，实时采集各种数据信息，实现转炉炼钢全流程相关设备的智能化感知、识别和管理，结合数字孪生技术，构建转炉炼钢全流程数字信息模型；
28.步骤四：根据转炉炼钢智慧集控技术方案，通过耦合html、css、javascript、vue.js、 three.js等前端开发技术，java、spring boot、mybatis等后端开发技术，mysql、sql server、 oracle、redis等数据库开发技术，进行前后端分离式开发，内嵌炼钢工序智能工艺模型，建立转炉炼钢智慧集控智能应用平台构建方法；
29.步骤五：根据转炉炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，将分散布置在各个炼钢工序的多个操作室集中至远程智慧集控中心，基于物联网、大数据、云计算、人工智能、图像识别等新一代信息技术，使用内嵌的智能工艺模型，实现转炉炼钢生产过程智慧集控。
30.实施例2
31.本实施例的一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，具体为c/s架构的电炉炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，包括废钢供应、电炉炼钢、电炉出钢、lf精炼、板坯连铸，其步骤为：
32.步骤一：根据电炉炼钢智慧集控技术方案，将电炉炼钢工艺流程分解为废钢供应、电炉炼钢、电炉出钢、lf精炼、板坯连铸，主要设备包括四个废钢库区、一个150t电炉、两个 150t lf精炼炉、两个厚度150～250mm宽度1000～1800mm板坯连铸机，以及配套若干个铁水罐、钢包、渣罐、钢包台车、渣罐台车、天车；
33.步骤二：根据电炉炼钢智慧集控技术方案，使用c、c++、c#编程语言，基于冶金技术，结合人工经验，建立一键脱硫、智能扒渣、一键炼钢、智能出钢、一键精炼、智慧连铸、自动铸坯定尺定重、自动铸坯质量检测、智能调度等智能工艺模型；
34.步骤三：根据电炉炼钢智慧集控技术方案，基于bim和gis，结合物联网技术，通过重量传感器、温度传感器、压力传感器、红外测温、激光视觉、视频监控、声光报警、激光定位、测温取样机器人、自动换水口机器人等相关装置与技术，实时采集各种数据信息，实现电炉炼钢全流程相关设备的智能化感知、识别和管理，结合数字孪生技术，构建电炉炼钢全流程数字信息模型；
35.步骤四：根据电炉炼钢智慧集控技术方案，通过c#开发技术，mysql、sql server、oracle、 redis等数据库开发技术，内嵌炼钢工序智能工艺模型，建立电炉炼钢智慧集控智能应用平台构建方法；
36.步骤五：根据电炉炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，将分散布置在各个炼钢工序的多个操作室集中至远程智慧集控中心，基于物联网、大数据、云计算、人工智能、图像识别等新一代信息技术，使用内嵌的智能工艺模型，实现电炉炼钢生产过程智慧集控；
37.本发明通过炼钢智慧集控技术方案，采用b/s或c/s架构，通过软件开发技术，建立
炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，将物联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术与冶金技术深度融合，通过相关设备与技术的智能应用，以及内嵌的智能工艺模型，通过炼钢生产自感知、自决策、自执行、自适应，实现转炉或电炉炼钢智慧集控。
38.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤一：根据炼钢智慧集控技术方案，按炼钢工序分解为铁水预处理、炼钢、出钢、精炼、连铸工序；步骤二：根据所述的炼钢工序，基于冶金技术建立各个炼钢工序的智能工艺模型；步骤三：基于bim和gis，通过物联网，实时采集各种数据信息；结合数字孪生技术，构建炼钢全流程数字信息模型；步骤四：根据所述的智能工艺模型和数字信息模型，建立炼钢智慧集控智能应用平台构建方法；步骤五：根据所述的炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，进行各个炼钢工序的智慧集控。2.根据权利要求1所述的一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，其特征在于：所述的铁水预处理是脱硫、脱磷、脱硅中的一种或多种，所述的炼钢是转炉炼钢或电炉炼钢，所述的出钢是转炉出钢或电炉出钢，所述的精炼是lf、rh、vd、vod、aod中的一种或多种，所述的连铸是板坯、方坯、异形坯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，其特征在于：所述的bim为建筑信息模型，所述的gis为地理信息系统，通过bim技术和gis技术，将炼钢全流程全方位的数据和信息进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，通过建立各种数学模型，基于数字孪生技术，针对炼钢全生命周期进行数字化建模。4.根据权利要求1所述的一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，其特征在于：所述的炼钢智慧集控智能应用平台构建方法，程序架构既采用b/s架构或c/s架构；数据库是mysql、sql server、oracle、mongodb、redis中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种炼钢智慧集控智能应用平台构建方法。步骤为：步骤一：根据炼钢智慧集控技术方案，按炼钢工序分解为铁水预处理、炼钢、出钢、精炼、连铸工序；步骤二：根据所述的炼钢工序，建立各个炼钢工序的智能工艺模型；步骤三：基于BIM和GIS，构建炼钢全流程数字信息模型；步骤四：根据所述的智能工艺模型和数字信息模型，建立炼钢智慧集控智能应用平台构建方法。本发明通过炼钢智慧集控智能应用平台构建方法软件，将冶金技术与物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术深度融合，实现炼钢管控集中化和智能化，改善作业环境，精简操作人员，促进炼钢由经验驱动向智能化驱动的转型升级，推动我国钢铁行业高质量发展。推动我国钢铁行业高质量发展。


技术研发人员：赵贵州 岳尔斌 王永强 范鼎东 蒲春雷 方实年 俞洋 洪宇杰
受保护的技术使用者：中冶华天工程技术有限公司 江苏集萃冶金技术研究院有限公司 安徽工业大学
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8