焦炉推焦计划管理系统研究毕业论文

焦炉推焦计划管理系统研究毕业论文内容摘要：

推焦计划模型，自动编制推焦作业计划，驱动真实推焦作业系统中的推焦车、拦焦车、装煤车和熄焦车等作业，实现推焦作业经济、高效、协同。 本系统设计功能如下： (1) 对真实推焦作业系统进行数据采集； (2) 将系统制定的计划报表数据反馈到真实推焦作业系统中； (3) 实现推焦计划的自动编排； (4) 对焦炉所有炭化室的结焦状态用直观的柱状图 (甘特图 )进行表述，能清楚地了解全炉结焦分布状态； (5) 完成推焦历史数据的查询功能，可查询任何时间任何班次的推焦记录； (6) 生成 执行报表等辅助管理； (7) 计划汇总管理，总结和分析 计划数据的可靠性。 9 图 系统功能结构图 推焦计划管理实现策略 系统解决方案 在分析炼焦流程和推焦工艺流程之后，通过建立推焦计划模型完成方案主题设计。 首先从真实推焦作业系统中实时采集数据，然后将数据导入到实时推焦计划模型中，根据模型中的推焦计划编制原则进行推焦计划编制，最后以计划执行报表或者推焦作业甘特图的形式输出推焦计划模型的结果，同时将通过推焦计划模型编制出的推焦时间数据反馈到真实推焦作业系统中和企业上层管理人员处进行计划汇总管理。 再根据反馈 信息对实时推焦计划模型进行修改，最终完善推焦计划管理系统。 其流程如图 所示。 图 推焦作业计划管理系统 构造推焦计划模型 课题的原型是复杂的具体的，这样的原型不经过抽象和简化，人们对其认识是很困难的，也无法准确把握它的本质。 建模的目的是简化并抽取有用的信息，将这些有用的信息利用数学工具进行线性化，均匀化，并按照系统设计的要求进行假设。 本文建立实时推焦计划模型，在模型中分析系统中的数据变量和不变量，对系统中涉及的关键因素进行讨论研究，将各推焦时间之间的关系线性化 ，得出最适宜的算法。 推焦作业计划管理系统 真实推焦作业系统 实时数据采集 推焦计划编制 实时推焦计划模型 计划 执行报表 推焦作业甘特图。 计划汇总管理 执行 报表 计划 制定 柱状 图表 数据 查询 功能模块 数据 采集 计划汇总 10 系统原型设计及开发 系统原型设计和开发是系统实现的关键步骤，系统原型设计 主讲系统的设计思想和设计方案，并详细阐述系统的主要功能模块，完成对系统数据流程设计，为系统数据库的开发和设计奠定基础； 系统原型开发系统的运行环境和开发系统所用到的关键技术；重点完成对数据库表单的设计和说明，搭建数据库整体框架，明确实体关系结构；设计系统结构并完成对用户使用界面的设计。 系统可行性分析 在各大 钢铁企业中 ，用 管理信息系统 管理 企业 的信息已经越来越普遍了。 利用管理信息系统 不但可以提高工 作效率，而且还节省了许多人力物力，增强了 企业 资料的安全性。 提高了 企业 的管理能力。 因此 ， 利用管理信息系统 管理 企业 的信息，是非常必要的。 焦炉推焦计划管理系统就是运用计算机来对钢铁企业炼焦过程的焦炉推焦操作进行计划编排的一个软件工具。 可行性研究的目的是用最小的代价在尽可能的时间内确定问题是否能够解决。 经济可行性 本系统的开发，为 企业 的工作效率带来了一个质的飞跃，为此主要表现有以下几个方面： (1)本系统的运行可以代替人工进行许多繁杂的劳动； (2)本系统的运行可以节省许多资源 ，实现了计划编排的无 纸化 ； (3)本系统的运行可以大大的提高 企业 的工作效率； (4)本系统可以使 计划 文档 的保存更完整更系统 ，等等。 在系统开发过程中，需要的硬件设施是一台计算机，需要的软件是免费的，另外需要人工进行调研，这些工作及设备的总费用远远低于系统给企业带来的经济效益。 因此 ，本系统在经济上 具有很高的可行性。 技术可行性 本系统的开发 主要 利用 Microsoft Access 作为本系统的数据库，它是一个支持多用户的新型数据库，适用于中 小 规模的数据量需求。 使用 Active Server Page 作为系统开发的开 发环境， ASP 是微软公司开发的代替 CGI 脚本程序的一种应用 ,它可以与数据库和其它程序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。 ASP 的网页文件的格式是 .asp，现在常用于各种动态网站中。 ASP 是一种服务器端脚本编写环境，可以用来创建和运行动态网页或 web应用程序。 利用 ASP 可以向网页中添加交互式内容（如在线表单），也可以创建使用 HTML 网页作为用户界面的 web 应用程序。 11 综上所述， ASP 语言已经发展得比较成熟，编程上的关键问题可以得到较好的解决。 本系统的设计与开发在技术上的条件是满足的。 因此， 本设计 在技术上 具有很好的可行性。 效益可行性 推焦计划实现自动编制 ,避免了焦炉的不准点推焦现象 ,并能及时发现焦饼难推的情况 ,减少损坏护炉铁件、破坏炉体结构的因素，确保焦炉温度系数和推焦系数稳定 ,有利于提高焦炭质量 ,有利于延长焦炉寿。 为企业节省维修资金。 焦炉生产过程信息管理系统的应用 ,提高了焦化厂生产计划的自动化水平 ,带动了其它工序的科学管理 ,为企业的下一步综合自动化建设奠定了基础。 同时也培养了一批新的实用型计算机技术人员 ,为企业职工综合素质的提高和企业适应现代化发展的需要奠定了良好基础。 而 且在我国实现推焦计划自动编制的钢铁企业比较少，所以焦炉推焦计划管理系统具有很好的市场前景。 因此，本系统开发会有很好的市场效益。 本章小结 本章通过对推焦工艺现状和系统功能需求的分析，继而明确系统的解决方案，通过构造推焦计划模型并设计和开发来完成对推焦计划管理系统的设计并进行了简单的系统可行性分析。 12 3 炼焦推焦作业计划模型 推焦作业计划模型研究推焦作业过程中的关键时间参数，对推焦序列进行规划和求解，再根据推焦计划编制原则合理编制推焦计划。 对推焦工序中涉及的时间因素进行简化，为实现 系统设计做理论研究。 推焦计划编制规则 推焦计划编制原则 根据推焦作业所处环境，分成正常情况、乱签炉号、结焦时间变动及事故状态三种状况，分别编制推焦作业计划，并且详细说明计划编制规则 [6]。 (1)正常情况下推焦计划的编制原则 1)每炉每个炭化室都应保持规定的干馏时间。 2)推焦时相邻炭化室处于结焦中期，以免推焦时造成护墙损坏，并且在装煤后两边燃烧室对新装煤料均匀加热。 3)焦炉移动机械行程较短，节省运转时间和节能。 4)保持移动机械有一定的检修时间。 5)煤气沿集气管长向均匀排出 [6]。 (2)乱签炉号的处理 因各种原因而产生一个或几个延迟推焦的炉号时，这样就造成所谓“乱签”。 这时在编排计划时，就应逐步“顺签”，尽量在较短的时间内恢复正常。 恢复正常办法：一是向前提，即每次出炉时，将乱签的炉号向前提 1~2 炉，以求逐渐达到其在顺序中的原来位置，这种方法不损失炉数，但调整慢。 二是向后丢，即在该炉号出炉时不出，使其向后丢，逐渐调整至原来位置，这样调整快，但损失炉数，一般延迟 10 炉以上可采取向后丢炉的办法调整，但延长的结焦时间不应超过规定结焦时间的 1/4。 应注意防止高温事故 [6]。 (3)结 焦时间变动及事故状态下推焦计划的编制 采用循环推焦的优点是每天或每班都有检修时间。 这样既不破坏结焦时间，又不影响生产任务的完成，还可以减少设备事故的发生。 如果因某种原因而发生事故时，也可采用循环图表法使结焦时间改变到最小程度。 事故后的推焦计划与事故持续时间和检修时间有关。 现将事故时间分二种情况进行讨论：①事故持续时间小于一段检修时间②事故持续时间大于一段检修时间。 第一种情况事故持续时间小于检修时间时因事故影响的炉数应撵炉的办法解决，尽快赶回丢失的炉数。 在撵炉时一般规定 1h 内只能多出两炉，否则影响出炉操作质量 ，甚至易发生机械设备及生产操作事故。 第二种情况因事故持续时间很长，可以采用缩短操 13 作时间和利用检修时间推焦的办法赶回一定的产量，如事故时间太长，则该丢炉时，必须丢炉 [6]。 推焦顺序 推焦顺序通常以 m— n 表示。 其中 m代表一痤或一组焦炉所有炭化室划分的组数，即是相邻两次推焦间隔的炉孔数。 n 表示第一趟推出的炉室与第二趟推出的炉室的间隔数。 根据上述原则，目前采用的推焦顺序有如下几种： 1) 9— 2 顺序（符合上述原则，我国普遍采用的顺序） 表 92 推焦顺序表 序号 炉 号 1 1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 2 3 12 21 30 39 48 57 66 75 84 3 5 14 23 32 41 50 59 68 77 86 4 7 16 25 34 43 52 61 70 79 88 5 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 6 2 11 20 29 38 47 56 65 74 83 7 4 13 22 31 40 49 58 67 76 85 8 6 15 24 33 42 51 60 69 78 87 9 8 17 26 35 44 53 62 71 80 89 2) 5— 2 顺序（符合上述原则，现已被广泛采用，机械行程较 9— 2 顺序为短，更适用于 5 炉距“一点定位”新型推焦机） 表 52 推焦顺序表 序号 炉 号 1 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 2 3 8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 4 2 7 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 5 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 3) 2— 1 顺序（基本符合上述各原则，在国外采用较多） 表 21 推焦顺序表 序号 炉 号 1 1 3 … 39 41 43 45 … 79 81 83 2 2 4 … 40 42 44 46 … 80 82 84 3 3 5 … 41 43 45 47 … 81 83 85 实时推焦计划模型 作业环境 本课题以武钢焦化厂为背景建立推焦计划模型。 目前武钢有焦炉炉型为 14 JN60 型六米大容积焦炉，每座焦炉由一台推焦机、一台装煤车、一台拦焦车作业，两座焦炉有一台备用拦焦车，两座焦炉共用一台熄焦车作业，备用一台熄焦车。 设计焦炉周转时间为 19 小时，推焦每炉操作时间 18 分钟，熄焦每炉操作时间 9 分钟，推焦串序为 5— 2 串序。 该公司每座焦炉设 55 孔炭化室，两座焦炉共110 孔炭化室。 时间参数制定 推焦作业涉及到的时间参数有 [7]： 1)周转时间 =每孔操作时间孔数 + 检修时间； 2)大循环天数 =大循环中包括的小循环次数周转时间 (其中大循环天数、大循环中包括的小循环次数都要求为整数 )/24。 上式中： ①周转时间：一个炭化室两次推焦之间的时间； ②操作时间：相邻两个炭化室号间推焦的间隔时间 ,要求每炉操作 10～12min。 ③检修时间：用于推焦车辆维修的时间 ,不进行任何操作 ,要求不少于 2h。 ④大循环时间：出炉与检修时间重复一次的时间。 推焦序列规划 考虑到时间关系及实际要求 , 将推焦作业采用均匀分段、按比例 修正的算法进行推焦计划的编制。 即在每个小循环中根据要求的检修次数均匀分段 ,再按每孔操作时间及起始推焦时间依次得到各孔推焦时刻 ,并插入检修时间。 若按此排制出现每个小循环中推焦炉数少于或多于总炉数的情况时 ,则按各段之间比例进行修正。 考虑灵活性和适应性 ,要求在自动编制以前输入周转时间、总炉数、小循环中包括的检修次数、起始推焦时间、推焦起始炉号及每孔操作时间 [7]。 推焦序列求解 本模型拟采用自动控制和计算机技术并借助线性规划和遗传算法等相结合方法 ,实现焦炉推焦计划的自动编制和自动控制。 推焦顺序 可以均匀分段和比例修正的算法先排列，然后根据焦炉组的生产实际情况，分析判断焦炉各炭化室的焦炭成熟情况，计算出下一个要推焦的炭化室号和推焦时间，并传送给推焦车上的操作人员，因此要引入线性规划，并利用动态规划方法建立计划模型。 建模时，目标函数为目标温度如火道温度或焦饼温度等，约束条件有操作时间和周转时间的约束，相邻炭化室的结焦时间相差一半，新装煤的炭化室均匀分 15 布全炉，以及出炉炭化室与待出炉炭化室距离保持一定距离；对于计算求解可用遗传算法进行。 首先选择适宜样本，取目标函数映射成为适应度函数，将约束条件作适当的处理，利用 MATLAB 的遗传工具箱编程求解即可。 例如，本模型的一个焦炉推焦排列的一个个体如下 (52。