石灰窑专家系统DFSESL的建立.pdfVIP

中国工程热物理学会 工程热力学与能源利用 105 石灰窑专家系统DFSESL的建立 邓胜祥周孑民 吕子剑 江新民高纯生文敦伟 (中南大学校本部能源与动力工程学院，长沙，410083) 摘要：根据石灰窑生产工艺复杂、时间滞后大、非线性、不确定性因素显著的特点及当前石灰窑操作 主要依赖手工经验的现状，建立了石灰窑炉况诊断专家系统，并在我国某大型氧化铝厂推广应用．大 大提高了工厂的自动化水平，实现了生产过程的自动加停料，并使该厂石灰窑的产量由12t／h提高至 19t／h．出口C02浓度由33％提高至38％，焦炭消耗降低17％，取得了显著的经济效益． 关键词：人工智能；炉况诊断；专家系统；石灰窑 石灰的烧成是--fl古老的技术。随着近代化工和冶金工业的兴起，石灰生产技术和 设备的开发研究工作才得到重视。我国某氧化铝厂共有混料式机械化竖窑5台，生产石 灰供氧化铝生产配料及制取石灰乳，产生的c02用于碳酸化分解。其中3。、4。、5。炉已 配置了较先进的计算机参数监测系统和人工远程操作系统，监控手段和操作环境得到了 一定的改善，生产技术指标得到了一定的提高。但并未实现操作过程的自动化，石灰窑 的生产过程仍然依靠工人的经验与手工操作。 1．专家系统概述 自六十年代中期以来，人工智能在专家系统领域的发展中取得了相当可观的成功。 在专家系统范畴内，研究了用特定问题求解的专门知识来构成人机系统的方法和技术…。 专门知识由以下几个方面构成：特定领域的知识，对这一领域问题的理解及求解这些问 题中某一部分的技巧。启发式保证人类专家能在必要的时候进行合理的猜测：能对各种 问题的认识约定一种方法；也可以有效地论述或处理那些有错或不完全的数据。专家系 统方法重视知识的多层次及分类的需要，以及利用这些知识进行推理的计算机组织。“’ 2．石灰窑炉况诊断专家系统的建立 石灰窑炉况诊断专家系统采用扩充产生式系统，如下图2—1示： 摄作工 固2--1石灰窑专家系统DFSESL基本结构简图 559 石灰窑运行工艺参数、热工计算结果及系统推出的结论等存放于数据库中：诊断和 操作对策的知识存放于知识库；咨询子系统(即推理机)使用知识和数据推断石灰窑运 行状况并选用合适操作方法；解释子系统负责回答操作人员的询问：向专家学习工艺知 识由知识获取子系统完成。 2．1石灰窑专家系统DFSESL数据的表示及组织 石灰窑专家系统DFSESL数据库中的数据(检测系统提供的检测参数、炉内反应与 传热过程分析的结论和本系统推出的数据)都用三元组(对象属性值)来描述。例如： (炉顶温度160C)、(鼓风量大小8983m’／11)。本系统中共含以下九种不同类型的对 象(上下文)：FURNACE sTAn}s一一炉况、MATERIAL HEIGHT一一料层、GAS INGREDIENT～一烟气成分、cALcAREOusNEss QuALITY一一石灰质量、TOP sTATus——炉顶状况、CALCINESTATUs——煅烧状况、MALFUNCTION ALARM一故障 报警现象、MIXING MATERIEL——配料状况、RESPoNSING——系统考虑的操作对策方案。 在一次咨询过程中，根据炉况的情况不同，本系统可能同时考虑某类上下文中的多 个个体(如现象中有多个故障报警)，也可能根本没有考虑上下文(如无报警现象)。 本系统的每个对象都有若干个属性来刻画它的各种特征。这些属性按其描述的对象 不同分为以下几类：FURNACE STATUS，用于描述石灰窑运行状况的特征：MATERIAL HE