阅读说明：本技术 焦炉无人化智能化控制系统及方法 (Unmanned intelligent control system and method for coke oven ) 是由 夏鹏飞 钱虎林 陈玉村 *** 方亮青 张英 何锦龙 张芳 李昊岭 方兴 高华 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种焦炉车无人化智能化控制系统及方法,该系统包括：DCS控制器；机车,机车上设有控制柜,控制柜与DCS控制器通讯连接,DCS控制器上设有机车状态记录单元及生产计划制定单元,其中,机车状态记录单元记录机车的状态,机车状态包括：工作状态和非工作状态,非工作状态包括：空闲状态及检修状态；生产计划制定单元,基于设定目标工作量来制定推焦计划表,推焦计划表中定义了各类机车的连锁控制顺序及对应任务信息。基于推焦计划表来实现各类机车的自动连锁控制,实现焦炉机车的自动化控制。(The invention discloses an unmanned intelligent control system and method for a coke oven vehicle, wherein the system comprises the following components: a DCS controller; the locomotive is equipped with the switch board on the locomotive, and the switch board is connected with DCS controller communication, is equipped with locomotive state recording unit and production plan on the DCS controller and formulates the unit, and wherein, the state of locomotive state recording unit record locomotive, the locomotive state includes: the working state and the non-working state, the non-working state includes: an idle state and a maintenance state; and the production plan making unit is used for making a coke pushing plan table based on the set target workload, and the coke pushing plan table defines the linkage control sequence and the corresponding task information of various locomotives. Based on the coke pushing schedule, the automatic interlocking control of various locomotives is realized, and the automatic control of the coke oven locomotive is realized.)

焦炉无人化智能化控制系统及方法

技术领域

本发明属于焦炉车辆控制技术领域，更具体地，本发明涉及一种焦炉无人化智能化控制系统及方法。

背景技术

随着国家环保法要求的日益严格及土地资源的紧张，焦炉大型化是发展趋势，同等产量下大型焦炉更为环保，寿命更长，土地更为节约。焦炉大型化后对焦炉机车的要求大幅提高，大型焦炉机车重量大，惯性大，人工操作难达到预期的准确度。这就迫切需要实现机车的自动定位及以此为基础的自动化，最终实现无人化，智能化。因此，传统炼焦行业实现清洁生产，高效生产及稳定生产离不开焦炉机车的无人化及智能化，目前国内有大小焦炉2千余座，其中新型焦炉占的比例较小，焦炉机车的自动化水平普遍较低。

发明内容

本发明提供了一种焦炉车无人化智能化控制系统，旨在实现焦炉车的自动化控制。

本发明是这样实现的，一种焦炉车无人化智能化控制系统，所述系统包括：

DCS控制器；

机车，机车上设有控制柜，控制柜与DCS控制器通讯连接，机车的类型包括：推煤车、熄焦车、拦焦车及装煤车；

DCS控制器上设有机车状态记录单元及生产计划制定单元，其中，

机车状态记录单元记录并更新机车的状态，机车状态包括：工作状态和非工作状态，非工作状态包括：空闲状态及检修状态；

生产计划制定单元，基于设定目标工作量来制定推焦计划表，推焦计划表中定义了各类机车的连锁控制顺序及对应任务信息，包括任务名称，任务起始位置及任务的终止位置。

进一步的，所述DCS控制器上设有：

生产相关系数计算单元，计算并显示生产相关系数，包括：推焦计划系数、推焦执行系数、推焦总系数、安定系数、温度均匀系数及装煤系数。

进一步的，所述DCS控制器上还设有：

推焦电流显示模块，显示工作状态机车的最大推焦电流及最大推焦电流对应的炉号，若最大推焦电流超出电流阈值，则发出提示。

进一步的，所述DCS控制器上还设有：

操作日志生成模块，以日或班单位的单炉或多炉的计划炉数、实际炉数、推焦计划系数、推焦执行系数、推焦总系数、装煤量最大值、最小值及均值、推焦电流的最大值及均值、装煤系数，生成报表输出。

进一步的，所述DCS控制器上还设有：

即时显示模块，实时显示各焦炉的装煤炉号及装煤时间、出焦炉号及出焦时间。

进一步的，所述DCS控制器上还设有：

装煤自动分析单元，将目标装煤量进行分解，以班、日、月或年为单位自动生成装煤表。

本发明是这样实现的，一种焦炉车无人化智能化控制系统的控制方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、在当前机车的任务结束后，将当前机车的状态更改为非工作状态；

S2、基于推焦计划表来确定下一执行机车，并将下一执行机车的状态更改为工作状态。

进一步的，当前机车任务结束后的状态更新方法具体如下：

S21、检测当前机车是否处于正常运行状态，若检测结果为否，则将机车的状态设置为检修状态，若检测结果为是，则执行步骤S22；

S22、检测的累计工作时长是否达到时长阈值，若检测结果为是，则将当前机车的工作状态设置为检修状态，若检测结果为否，则将当前机车的工作状态设置为空闲状态；

处于检修状态的机车在检修完毕后，将机车的状态由检修状态更改为空闲状态。

进一步的，下一执行机车的确定方法具体包括如下步骤：

S31、确定下一执行机车的机车类型；

S32、获取该机车类型中处于空闲状态的机车；

S33、获取空闲状态机车中距任务起始位置最近的机车，将该机车的类型由空闲状态更改为工作状态。

本发明基于推焦计划表来实现各类机车的自动连锁控制，实现焦炉机车的自动化控制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的焦炉车无人化智能化控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的焦炉车无人化智能化控制方法流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图1为本发明实施例提供的焦炉车无人化智能化控制系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出于本发明实施例相关的部分。

该系统包括：DCS控制器；

机车，机车上设有控制柜，控制柜与DCS控制器通讯连接，机车的类型包括：推煤车、熄焦车、拦焦车及装煤车；

DCS控制器上设有机车状态记录单元、生产计划制定单元，其中，

机车状态记录单元记录并更新机车的状态，机车状态包括：工作状态和非工作状态，非工作状态包括：空闲状态及检修状态；

生产计划制定单元，基于设定目标工作量来制定推焦计划表，推焦计划表中定义了各类机车的连锁控制顺序及对应任务信息，包括任务名称，任务起始位置及任务的终止位置。

在本发明实施例中，DCS控制器上设有：

生产相关系数计算单元，计算并显示生产相关系数，包括：推焦计划系数、推焦执行系数、推焦总系数、安定系数、温度均匀系数及装煤系数；

推焦计划表以班、日或周为单位，假定以班为单位进行说明来说明生产相关系数的计算，一天分为2班或3班，其中，

推焦计划系数K₁：K₁＝(M-A₁)/M；式中：M为班计划的推焦炉数，A₁为计划结焦时间与规定结焦时间差大于±10分钟的炉数；

推焦执行系数K₂：K₂＝(N-A₂)/M；式中：N为班计划的实际推焦炉数，A₂为实际推焦时间与计划推焦时间差大于±10分钟的炉数，M为班计划的推焦炉数；

推焦总系数K₃：K₃＝K₁*K₂；

安定系数K_安：K_安＝[2N₁-(A_ji+A_jo)]/2N₁；式中：K_安为焦炉标准火道每昼夜平均温度的安定系数，N₁为每昼夜焦炉直行温度测量次数，A_ji为每次焦炉机侧平均温度与加热制度规定的标准温度相差±7℃的次数，A_jo为每次焦侧平均温度比规定标准温度相差±7℃的次数；

温度均匀系数K_均：K_均＝[(M₁-A_ji)+(M₁-A_j0)]/2M₁；式中：K_均为炼焦炉测温火道温度的均匀系数，M₁为一座焦炉燃烧室数目(不包括两端燃烧室及缓冲炉)， A_ji为机侧测温火道温度比平均温度相差超过±20℃(边炉±30℃)的燃烧室数， A_jo为焦侧测温火道温度比平均温度相差超过±20℃(边炉±30℃)燃烧室数；计算时应将检修炉和缓冲炉除外。

装煤系数：装煤系数＝(装煤炉数-不合格炉数)/装煤炉数，其中，每孔装煤量(干基)与设计装煤量的偏差为±600kg，否则为不合格炉号，装煤量少于设计装煤量1500kg以上时，要在30分钟内补装，装煤要求不缺角，即炉门口焦炭偏低高度小于500mm。

在本发明实施例中，DCS控制器上还设有：

推焦电流显示模块，显示工作状态机车的最大推焦电流及最大推焦电流对应的炉号，若最大推焦电流超出电流阈值，则发出提示；

在本发明实施例中，DCS控制器上还设有：

操作日志生成模块，以日或班单位的单炉或多炉的计划炉数、实际炉数、推焦计划系数、推焦执行系数、推焦总系数、装煤量最大值、最小值及均值、推焦电流的最大值及均值、装煤系数，生成报表输出。

在本发明实施例中，DCS控制器上还设有：

即时显示模块，实时显示各焦炉的装煤炉号及装煤时间、出焦炉号及出焦时间。

在本发明实施例中，DCS控制器上还设有：

装煤自动分析单元，将目标装煤量进行分解，以班、日、月或年为单位自动生成装煤表，即时算出干基装煤量、湿基装煤量。能精准统计余煤，同时算出该时间段的装煤最大值、最小值及均值。

图2为本发明实施例提供的焦炉车无人化智能化控制方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

S1、在当前机车的任务结束后，将当前机车的状态更改为非工作状态；

S2、基于推焦计划表来确定下一执行机车，并将下一执行机车的状态更新为工作状态。

在本发明实施例中，在当前机车的工作结束后的状态更新方法具体如下：

S21、检测当前机车是否处于正常运行状态，若检测结果为否，则将机车的状态设置为检修状态，若检测结果为是，则执行步骤S22；

S22、检测的累计工作时长是否达到时长阈值，若检测结果为是，则将当前机车的工作状态设置为检修状态，若检测结果为否，则将当前机车的工作状态设置为空闲状态；

处于检修状态的机车在检修完毕后，将机车的状态由检修状态修改为空闲状态，检车状态的机车是不能执行任务的，空闲状态的机车是待执行任务，工作状态的机车是确定执行任务或正在执行任务。

在本发明实施例中，下一执行机车的确定方法具体包括如下步骤：

S31、确定下一执行机车的机车类型；

S32、获取该机车类型中处于空闲状态的机车；

S33、获取空闲状态机车中距任务起始位置最近的机车，将该机车的类型由空闲状态更改为工作状态

本发明基于推焦计划表来实现各类机车的自动连锁控制，实现焦炉机车的自动化控制。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。