blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-8-607-611blackmet-715Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИINFORMATION TECHNOLOGIES AND AUTOMATIC CONTROL IN FERROUS METALLURGYРАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ВИДА ОТКЛОНЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ОТ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМАDEVELOPMENT OF INFORMATION-LOGICAL SYSTEM OF RECOGNITION OF DEVIATIONS FOR BLAST FURNACE PRODUCTION FROM NORMAL MODEИстоминА. С.IstominA. S.

аспирант кафедры теплофизики и информатики в металлургии

620002, Россия, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Postgraduate of the Chair “Thermophysics and Informatics in Metallurgy”

19, Mira str., Ekaterinburg, 620002, Russia

СпиринН. А.SpirinN. A.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой теплофизики и информатики в металлургии 

620002, Россия, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Dr. Sci. (Eng.), Professor Head of the Chair “Thermophysics and Informatics in Metallurgy”

19, Mira str., Ekaterinburg, 620002, Russia

n.a.spirin@ustu.ruОноринО. П.OnorinO. P.

к.т.н., доцент

620219, Россия, г. Екатеринбург, ул. Гагарина, 14

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Chief Researcher 

14, Gagarin str., Ekaterinburg, 620219, Russia

ПавловА. В.PavlovA. V.

зам. главного металлурга

455019, Россия, Челябинская область, г. Магнитогорск, ул. Кирова, 93

Deputy of General Metallurgist

93, Kirov str., Magnitogorsk, 455019, Russia

ГуринИ. А.GurinI. A.

студент кафедры теплофизики и информатики в металлургии

620002, Россия, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Student of the Chair “Thermophysics and Informatics in Metallurgy”

19, Mira str., Ekaterinburg, 620002, Russia

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the fi rst President of Russia B.N. YeltsinRussian FederationОАО «Уральский институт металлов»РоссияJSC “Ural Institute of Metals”Russian FederationОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»РоссияJSC “Magnitogorsk Metallurgical Plant”Russian Federation201504102015588607611Copyright © Истомин А.С., Спирин Н.А., Онорин О.П., Павлов А.В., Гурин И.А., 20152015Истомин А.С., Спирин Н.А., Онорин О.П., Павлов А.В., Гурин И.А.Istomin A.S., Spirin N.A., Onorin O.P., Pavlov A.V., Gurin I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/715

Аннотация. Представлены этапы разработки информационно-логической системы, позволяющей распознать вид отклонения доменной плавки от нормального режима. Для этого проведено исследование влияния параметров хода доменной плавки на вероятность возникновения отклонения от нормального режима. Разработаны функциональная модель информационной системы, состоящая из 94 декомпозированных блоков, и трехкомпонентная масштабируемая расширяемая архитектура программного обеспечения, состоящая из блока работы с базами данных, математической библиотеки и графического интерфейса пользователя. Полученный программный продукт позволяет оперативно выявлять наличие отклонения от нормального хода плавки, определять его тип по фактическим данным работающей печи и принимать меры для ликвидации отклонений. Отражены функциональные возможности программного обеспечения и результаты тестовых испытаний для управления доменной плавкой на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Abstract. The article presents the development of information-logical system that allows the recognition of blast furnace deviation kinds from the normal mode. The effect of melting course parameters of blast furnace at the risk of deviations from normal operation has been investigated. A functional model of information system, consisting of 94 decomposed blocks, as well as a three-component extensible, scalable software architecture, consisting of a unit of work with databases, mathematical libraries and a graphical user interface have been developed. The resulting software allows detecting operatively the presence of deviations from the normal course of melting, determining its type on the actual data of the operation furnace and taking actions to eliminate these deviations. The functionality of the software and the results of the tests for managing blast furnace at JSC “Magnitogorsk iron and steel works” were described.

доменное производствоинформационно-логическая системаразработка программного обеспечениядиагностика хода доменной плавкиblast-furnace productioninformation-logical systemsoftware developmentdiagnostics progress of blast-furnace productionReferencesСоловьев В.И., Краснобаев В.А., Сарапулов Ю.А., Павлов Е.А. Экспертная система для диагностики и регулирования хода доменной печи. Труды Международной научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна», Украина, Кривой Рог, 24 – 27 мая 2004 г. – Кривой Рог: изд. Криворожского гос. университета, 2004. С. 484 – 487. Solov’ev V.I., Krasnobaev V.A., Sarapulov Yu.A., Pavlov E.A. Ekspertnaya sistema dlya diagnostiki i regulirovaniya khoda domennoi pechi [Expert system for the diagnostics and regulation of a blast-furnace process]. In: Trudy Mezhdunarodnoi nauchnotekhnicheskoi konferentsii «Teoriya i praktika proizvodstva chuguna », Ukraina, Krivoi Rog, 24 – 27 maya 2004 g. [Proceedings of the International Scientifi c and Technical Conference «Theory and practice of cast-iron production», Ukraine, Krivoi Rog, May, 24 – 27, 2004]. Krivoi Rog: izd. Krivorozhskogo gos. universiteta, 2004, pp. 484–487. (In Russ.).Соловьев В.И., Краснобаев В.А., Сарапулов Ю.А., Павлов Е.А. Экспертная система для диагностики и регулирования хода доменной печи. Труды Международной научно-технической конференции «Теория и практика производства чугуна», Украина, Кривой Рог, 24 – 27 мая 2004 г. – Кривой Рог: изд. Криворожского гос. университета, 2004. С. 484 – 487. Solov’ev V.I., Krasnobaev V.A., Sarapulov Yu.A., Pavlov E.A. Ekspertnaya sistema dlya diagnostiki i regulirovaniya khoda domennoi pechi [Expert system for the diagnostics and regulation of a blast-furnace process]. In: Trudy Mezhdunarodnoi nauchnotekhnicheskoi konferentsii «Teoriya i praktika proizvodstva chuguna », Ukraina, Krivoi Rog, 24 – 27 maya 2004 g. [Proceedings of the International Scientifi c and Technical Conference «Theory and practice of cast-iron production», Ukraine, Krivoi Rog, May, 24 – 27, 2004]. Krivoi Rog: izd. Krivorozhskogo gos. universiteta, 2004, pp. 484–487. (In Russ.).Френкель М.М., Федулов Ю.В., Белова О.А., Краснобаев В.А. Экспертная система управления ходом доменной плавки // Сталь. 1992. № 7. С. 15 – 18. Frenkel’ M.M., Fedulov Yu.V., Belova O.A., Krasnobaev V.A. Expert system of blast-furnace melting process control. Stal’. 1992, no. 7, pp. 15–18. (In Russ.).Френкель М.М., Федулов Ю.В., Белова О.А., Краснобаев В.А. Экспертная система управления ходом доменной плавки // Сталь. 1992. № 7. С. 15 – 18. Frenkel’ M.M., Fedulov Yu.V., Belova O.A., Krasnobaev V.A. Expert system of blast-furnace melting process control. Stal’. 1992, no. 7, pp. 15–18. (In Russ.).Информационные системы в металлургии / Н.А. Спирин, Ю.В. Ипатов, В.И. Лобанов и др.; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: изд. УГТУ–УПИ, 2001. – 617 с. Spirin N.A., Ipatov Yu.V., Lobanov V.I. etc. Informatsionnye sistemy v metallurgii [Information systems in metallurgy]. Spirin N.A. ed. Ekaterinburg: izd. UGTU–UPI, 2001. 617 p. (In Russ.).Информационные системы в металлургии / Н.А. Спирин, Ю.В. Ипатов, В.И. Лобанов и др.; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: изд. УГТУ–УПИ, 2001. – 617 с. Spirin N.A., Ipatov Yu.V., Lobanov V.I. etc. Informatsionnye sistemy v metallurgii [Information systems in metallurgy]. Spirin N.A. ed. Ekaterinburg: izd. UGTU–UPI, 2001. 617 p. (In Russ.).Модельные системы поддержки принятия решений в АСУ ТП доменной плавки металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев и др.; Под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: изд. УрФУ, 2011. – 462 с. Spirin N.A., Lavrov V.V., Rybolovlev V.Yu., Krasnobaev A.V., Onorin O.P., Kosachenko I.E. Model’nye sistemy podderzhki prinyatiya reshenii v ASU TP domennoi plavki metallurgii [Model system of decision-making support in automatic control system of technological processes of blast-furnace melting in metallurgy]. Spirin N.A. ed. Ekaterinburg: izd. UrFU, 2011. 462 p. (In Russ.).Модельные системы поддержки принятия решений в АСУ ТП доменной плавки металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев и др.; Под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: изд. УрФУ, 2011. – 462 с. Spirin N.A., Lavrov V.V., Rybolovlev V.Yu., Krasnobaev A.V., Onorin O.P., Kosachenko I.E. Model’nye sistemy podderzhki prinyatiya reshenii v ASU TP domennoi plavki metallurgii [Model system of decision-making support in automatic control system of technological processes of blast-furnace melting in metallurgy]. Spirin N.A. ed. Ekaterinburg: izd. UrFU, 2011. 462 p. (In Russ.).Компьютерные методы моделирования доменного процесса / О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.Л. Терентьев и др.; Под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: изд. УГТУ–УПИ, 2005. – 301 с. Onorin O.P., Spirin N.A., Terent’ev V.L. etc. Komp’yuternye metody modelirovaniya domennogo protsessa [Computer methods of blast-furnace process modeling]. Spirin N.A. ed. Ekaterinburg: izd. UGTU–UPI, 2005. 301 p. (In Russ.).Компьютерные методы моделирования доменного процесса / О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.Л. Терентьев и др.; Под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: изд. УГТУ–УПИ, 2005. – 301 с. Onorin O.P., Spirin N.A., Terent’ev V.L. etc. Komp’yuternye metody modelirovaniya domennogo protsessa [Computer methods of blast-furnace process modeling]. Spirin N.A. ed. Ekaterinburg: izd. UGTU–UPI, 2005. 301 p. (In Russ.).Юсфин Ю.С. Металлургия чугуна. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с. Yusfi n Yu.S. Metallurgiya chuguna [Cast iron metallurgy]. Moscow: IKTs Akademkniga, 2004. 774 p. (In Russ.).Юсфин Ю.С. Металлургия чугуна. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с. Yusfi n Yu.S. Metallurgiya chuguna [Cast iron metallurgy]. Moscow: IKTs Akademkniga, 2004. 774 p. (In Russ.).Blast furnace Phenomena and modelling / Yasuo Omori ed. Elsevier applied science. – London and New York, 1987. – 631 р. Blast furnace Phenomena and modeling. Yasuo Omori ed. Elsevier applied science. London and New York, 1987. 631 р.Blast furnace Phenomena and modelling / Yasuo Omori ed. Elsevier applied science. – London and New York, 1987. – 631 р. Blast furnace Phenomena and modeling. Yasuo Omori ed. Elsevier applied science. London and New York, 1987. 631 р.Lida O., Taniyochi S., Hetani T. Application of a techniques to blast furnace operation // Kawasaki Steel Techn Dept. 1992, no. 26. P. 30 – 37.Lida O., Taniyochi S., Hetani T. Application of a techniques to blast furnace operation // Kawasaki Steel Techn Dept. 1992, no. 26. P. 30 – 37.Power D.J. Web-based and model-driven decision support systems: concepts and issues. Americas Conference on Information Systems. Long Beach, California, 2000.Power D.J. Web-based and model-driven decision support systems: concepts and issues. Americas Conference on Information Systems. Long Beach, California, 2000.Vapaavuori E. Application of expert systems and knowledge based systems to support operation of iron blast furnace // Expert systems with applications, 1997. Vol. 12, no. 3, pp. II.Vapaavuori E. Application of expert systems and knowledge based systems to support operation of iron blast furnace // Expert systems with applications, 1997. Vol. 12, no. 3, pp. II.Ueda S., Natsui S., Ariyama T., Nogami H., Yagi J.I. Recent progress and future perspective on mathematical modelling of blast furnace // ISIJ International, 2010. Vol. 50, no. 7, pp. 914 – 923.Ueda S., Natsui S., Ariyama T., Nogami H., Yagi J.I. Recent progress and future perspective on mathematical modelling of blast furnace // ISIJ International, 2010. Vol. 50, no. 7, pp. 914 – 923.Matsuzaki S., Nishimura T., Shinotake A., Kunitomo K., Naito M., Sugiyama T. Development of mathematical model of blast furnace // Nippon steel technical report, July 2006, no. 94, pp. 87 – 95.Matsuzaki S., Nishimura T., Shinotake A., Kunitomo K., Naito M., Sugiyama T. Development of mathematical model of blast furnace // Nippon steel technical report, July 2006, no. 94, pp. 87 – 95.Hera P., Birlan F., Oprescu I., Alexandru E.-M., Hera M. Modeling of metallurgical continuous processes in the blast furnace // U.P.B. Scientifi c Bulletin, Series B, 2011. Vol. 73. Issue. 4, pp. 171 – 182.Hera P., Birlan F., Oprescu I., Alexandru E.-M., Hera M. Modeling of metallurgical continuous processes in the blast furnace // U.P.B. Scientifi c Bulletin, Series B, 2011. Vol. 73. Issue. 4, pp. 171 – 182.Теория и практика прогнозирования в системах управления / С.В. Емельянов, С.К. Коровин, Л.П. Мышляев и др. – Кемерово; М.: Издат. объединение «Российские университеты»: Кузбассвузиздат – АСТШ, 2008. – 487 с. Emel’yanov S.V., Korovin S.K., Myshlyaev L.P., Rykov A.S., Evtushenko V.F., Kulakov S.M., Bondar’N.F. Teoriya i praktika prognozirovaniya v sistemakh upravleniya [Theory and practice of forecasting in control systems]. Kemerovo, Moscow: Izdat. ob”edinenie “Rossiiskie universitety”, Kuzbassvuzizdat, ASTSh, 2008. 487 p. (In Russ.).Теория и практика прогнозирования в системах управления / С.В. Емельянов, С.К. Коровин, Л.П. Мышляев и др. – Кемерово; М.: Издат. объединение «Российские университеты»: Кузбассвузиздат – АСТШ, 2008. – 487 с. Emel’yanov S.V., Korovin S.K., Myshlyaev L.P., Rykov A.S., Evtushenko V.F., Kulakov S.M., Bondar’N.F. Teoriya i praktika prognozirovaniya v sistemakh upravleniya [Theory and practice of forecasting in control systems]. Kemerovo, Moscow: Izdat. ob”edinenie “Rossiiskie universitety”, Kuzbassvuzizdat, ASTSh, 2008. 487 p. (In Russ.).Дубейковский В.И. Эффективное моделирование с CA Erwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler). – М.: Диалог-МИФИ, 2009. – 384 с. Dubeikovskii V.I. Effektivnoe modelirovanie s CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler) [Effective modeling with CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler)]. Moscow: Dialog-MIFI, 2009. 384 p. (In Russ.).Дубейковский В.И. Эффективное моделирование с CA Erwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler). – М.: Диалог-МИФИ, 2009. – 384 с. Dubeikovskii V.I. Effektivnoe modelirovanie s CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler) [Effective modeling with CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler)]. Moscow: Dialog-MIFI, 2009. 384 p. (In Russ.).Троелсен Э. Язык программирования C# 5.0 и платформа .NET 4.5. 6-е изд., пер. с англ. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2013. – 1312 с. Troelsen Andrew. Pro C# 5.0 and the .NET 4.5 framework. 6th edition, Apress, 2012, 1560 p. (Russ.ed.: Troelsen A. Yazyk programmirovaniya C# 5.0 i platforma .NET 4.5. 6-e izd., per. s angl. Moscow: OOO “I.D. Vil’yams”, 2013. 1312 p.).Троелсен Э. Язык программирования C# 5.0 и платформа .NET 4.5. 6-е изд., пер. с англ. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2013. – 1312 с. Troelsen Andrew. Pro C# 5.0 and the .NET 4.5 framework. 6th edition, Apress, 2012, 1560 p. (Russ.ed.: Troelsen A. Yazyk programmirovaniya C# 5.0 i platforma .NET 4.5. 6-e izd., per. s angl. Moscow: OOO “I.D. Vil’yams”, 2013. 1312 p.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.