樊俊飞等：宝钢转炉吹炼控制模拟在线专家系统 ·7 来校正静态计算对终点控制的偏差，推算出达到终点所需吹氧量和如果熔池温度过高时推算需补 加的冷却剂量. 目前宝钢转炉吹炼控制系统是建立在数学棋型的基础上，有些修正因素（如铁水碳含量、转 炉状况等)在静态计算中未能考虑而影响其精度；动态模型是在吹炼末期副枪测得的瞬间熔池碳 含量和温度信息的基础上，按照一个动态推定公式来计算一定供氧量下的碳、温度值，这都影响 模型对达到目标终点碳和终点温度的计算精度.结果，有经验的操作人员对终点控制较为准确，而 不熟练的操作人员其终点控制精度较低。反映在实际操作中，不同班次的副原料消耗及温度、成 分命中率各不相同.因而有必要在现行转炉吹炼控制模型的基础上，结合某些不确定因素及操作 经验构成吹炼控制专家系统，以便把握炉内反应情况，提高转炉终点命中率，增加快速出钢比例， 从而把宝钢转炉吹炼控制在整体上提高到一个新的水平. 2宝钢转炉吹炼模拟在线专家系统介绍 宝钢转炉吹炼控制模拟在线专家系统RESC(Real一time Expert System for Converter processes),是根据宝钢转炉吹炼的实际情况，在总结炼钢专家和操作工多年丰富经验的基础上，引 用实时专家系统技术研制而成的. 由于目前转炉过程机(FACOM U-400)容量小、负荷重，无法再增加新的功能和数据通讯： 尚未引进转炉炉气成分连续质谱分析系统以及缺乏成熟的转炉吹炼控制专家系统软件，因此，在 现行转炉吹炼控制模型的基础上，先采用微机群和网络来模拟转炉过程机、专家系统计算机等功 能，开发一个转炉吹炼控制模拟在线专家系统，为今后在线系统的实施打下坚实的基础 基于上述原因，系统选用3台计算机来模拟在线专家系统，使专家系统机、辅助机和仿过程 机各司其职、协调运行.专家系统机实现基于知识的推理及知识库的管理功能.专家系统中知识 库的增、删、改等管理工作需要由炼钢领域的专家有权限地进行.仿过程机用来仿真现有的炼钢 过程控制计算机的部分功能。辅助机用于数据的采集和时序的控制.辅助机是面向操作员的，操 作员可直接在辅助机上操作、运行该系统，相当于在线时炉前操作面板和参考CRT画面.而相对 于操作员来说，专家系统机、仿过程机是在后台运行的 另外，本系统采用了目前较为先进的多煤体技术，它融合声音、图像、动画等表现手段，在 系统模拟运行的过程中给操作员以必要的提示，使画面简洁漂亮，运行方便友好. 系统的主要功能介绍如下： 推理机：本系统具有一个基于黑板的实时推理系统，推理机通过黑板控制机制创建黑板，以 黑板中控制对象激发相应的知识源，对每个知识源，推理机执行不同的推理策略，包括正/反向推 理、混合推理、过程推理、框架推理和模糊推理，它根据本炉次的吹炼条件，利用形式化的专家 经验，推理出吹炼的操作指导， 解释机制：显示经推理产生的操作指导，并对推量过程给出必要的解释说明. 黑板：黑板是一个动态生成的树状结构的系统公共存贮区，用来保存推理状态、控制数据以 及推理结果。黑板作为公共推理场所，是知识源的激活设施，是知识源之间的通信枢纽，且可保 存推理结果及中间状态. 知识获取：知识获取模块是帮助知识工程师们交互地获取知识的辅助工具，知识获取摸块共 分两大功能模块：产生式知识获取模块和框架知识获取模块。 知识库：由于吹炼过程中炼钢专家的经验知识有各自的特点，故分别以3种知识表示形式来 编码，它们分别为产生式知识库、过程型知识库和框架型知识库.樊俊 飞等 宝钢 转炉 吹炼控制模拟 在 线专家系统 来校 正静 态计 算对终 点控制 的偏 差 ， 推算 出达到 终 点所需 吹氧量 和 如 果熔 池 温度过 高时推算需 补 加 的冷 却剂 量 目前 宝钢 转炉 吹炼控制系统是建立在 数学模型 的基础 上 ， 有些修正 因素 如铁水 碳含量 、 转 炉 状况 等 在静 态计算 中未能考虑 而影 响其精度 动 态模型 是在 吹炼末期副枪测 得 的 瞬 间熔 池碳 含量和 温度 信 息的基础 上 ， 按 照 一个 动 态推 定公式来计算一定供氧量下 的碳 、 温度值 ， 这都影 响 模型 对达到 目标终 点碳和 终点温 度 的计算精度 结果 ， 有经验 的操作人 员对终点控制 较 为准 确 ， 而 不熟练 的操作 人员其终 点控制精度较低 反 映在实际操作 中 ， 不 同班次 的副 原料 消耗及温度 、 成 分命 中率各不相 同 因而 有必要 在现行转炉 吹炼控制模型 的基础 上 ， 结合某些 不确 定 因素及操 作 经验构成 吹炼控制专家 系统 ， 以便把握炉 内反应情况 ， 提高转炉 终点命 中率 ， 增 加快速 出钢 比例 ， 从而把宝钢转炉 吹炼控制 在 整体上提高到 一个新 的水平 宝钢转炉吹炼模拟在线专家系统介绍 宝 钢 转 ， 炉 吹 炼 控 制 模 拟 在 线 专 家 系 统 一 是根据 宝钢转炉 吹炼的实际情况 ， 在 总结炼钢专 家和 操作工 多年 丰 富经验 的基础上 ， 引 用 实 时专家 系统技 术研制而 成 的 由于 目前转炉过 程机 一 容量 小 、 负荷 重 ， 无法再增 加新 的功 能 和 数据通 讯 尚未 引进转炉 炉 气成分连续 质谱分析 系统 以及缺 乏 成熟 的转 炉 吹炼控 制 专家 系 统软 件 ， 因此 ， 在 现 行 转炉 吹炼控制 模型 的基础 上 ， 先采 用微机群和 网 络 来模拟 转 炉 过 程机 、 专 家 系统计算 机等功 能 ， 开 发一 个转炉 吹炼控制模拟 在线专家 系统 ， 为今后 在 线 系统 的 实 施 打下 坚 实 的 基础 基于上述原 因 ， 系统选用 台计算机 来模拟 在线专 家 系统 ， 使 专 家 系统机 、 辅助 机和 仿 过 程 机各 司其职 、 协调运行 专家系统机 实现基 于 知识 的推 理 及知 识库 的管理 功 能 专 家 系 统 中知识 库 的增 、 删 、 改等管理工作需要 由炼钢 领 域 的专 家 有 权 限地进行 仿过 程 机用 来仿真现 有 的炼钢 过程控制 计算机 的部分功 能 辅助 机 用于 数据 的 采 集 和 时序 的控 制 辅助 机是面 向操 作 员 的 ， 操 作 员可直接在 辅助 机上操作 、 运行 该 系统 ， 相 当于 在 线 时炉 前操作 面板 和 参考 画 面 而相 对 于 操作 员来说 ， 专家 系统机 、 仿过 程机 是 在后 台运 行 的 另外 ， 本 系统采用 了 目前较 为先进 的 多煤 体 技 术 ， 它 融 合声 音 、 图像 、 动 画等表现 手段 ， 在 系统模拟 运 行 的过 程 中给操 作 员以 必要 的提 示 ， 使 画 面 简洁 漂亮 ， 运 行方便友好 系统 的主要功 能介 绍如下 推理机 本 系统具有 一 个基 于 黑 板 的 实 时 推理 系 统 ， 推理 机通 过 黑 板控 制 机制 创 建黑板 ， 以 黑板 中控 制对象激发相应 的知识源 ， 对 每 个知 识源 ， 推理 机执行 不 同的推理 策 略 ， 包括正 反 向推 理 、 混 合推理 、 过 程推理 、 框架推 理 和 模 糊 推 理 它根 据本炉 次 的 吹炼条 件 ， 利 用形 式 化 的专 家 经验 ， 推理 出吹炼 的操 作指导 解释机制 显示 经 推理 产 生 的操 作 指 导 ， 并 对 推 量过 程给 出必要 的解释说 明 黑板 黑板是 一 个动 态 生成 的树 状结 构 的 系统公共 存贮 区 ， 用 来保存 推理 状 态 、 控制 数据 以 及 推理 结果 黑板 作 为公 共推 理 场 所 ， 是 知识源 的激 活设 施 ， 是知 识源之 间的通 信枢 纽 ， 且 可保 存 推理 结 果 及 中间状 态 知识获取 知识获取 模 块 是 帮助 知 识工 程师 们交互地 获取 知识的辅助 工具 知识获 取 模块共 分 两 大功 能模块 产 生 式 知识获 取 模块 和 框 架 知识 获取模块 知识 库 由于 吹炼过 程 中炼钢 专 家 的经验 知识有 各 自的特 点 ， 故 分 别 以 种 知识表示 形 式 来 编码 ， 它 们分 别 为产 生 式 知识库 、 过 程 型 知 识库 和 框架 型 知识库