【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金的生产仿真，特别是提供了一种铁水罐入出炼钢仿真系统，模拟钢铁制造流程中铁水罐运送到炼钢、铁水罐离开炼钢的运输过程，为铁水罐入出炼钢运行方案的研究分析和方案制定提供工具。
技术介绍
1、铁钢制造长流程炼钢的主要原料为铁水，需要从高炉通过运输获取。目前钢铁企业多采用一罐到底的铁钢界面技术，即铁水罐直接从高炉出铁场接出铁水，运到炼钢工序，由炼钢在铁水罐内脱硫后直接将铁水兑入转炉。铁水罐运输多采用铁道机车运输，炼钢车间一般建有多个脱硫工位和转炉工位，分布在不同的跨区，铁轨也往往铺设到不同的跨区。不同的铁水罐运行方案，如机车运输铁水罐个数、重罐(装满铁水的铁水罐)进入炼钢车间的位置、空罐(没有装铁水的铁水罐)返回位置等，对于炼钢的生产顺行、高炉与炼钢的物流匹配、机车的运行效率、铁水罐的运行周期等均有重要的影响。铁水罐运行方案由于涉及高炉出铁、机车运行、铁水罐周转、炼钢脱硫和转炉生产、铁轨占用率等诸多因素，仿真技术是研究的有效方法。通过仿真可直观定量化铁水罐入出炼钢过程，对其进行研究分析，减少制定运行方案的经验性，提高其科学性，具有十分重要的意义。利用仿真技术，对铁钢界面进行研究，已有不少相关成果，如李文兵等的专利“一种基于多智能体的铁钢界面仿真系统”、梁素梅的文章“高炉转炉区段一罐到底模式排队队列方式与仿真研究”、谷宗喜论文“高炉一转炉区段界面技术优化及仿真研究”、孟华等的文章“基于排除模型的高炉—转炉区段一罐到底界面模式仿真优化研究”等，以上针对铁钢界面的仿真研究成果针对铁水罐入出炼钢，未细化到铁轨铺设布局、重罐入炼钢
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供铁水罐入出炼钢的仿真系统，支持铁水罐入出炼钢运行方案的研究分析，为铁水罐入出炼钢运行方案的研究分析和方案制定提供工具。
2、本专利技术基于某钢铁企业铁钢罐入出炼钢的铁轨铺设布局构建，炼钢区域铁水罐运输轨道分别到2跨，每跨2股轨道。本专利技术建立轨道网络、机车、铁水罐仿真模型，定义各仿真模型的通讯、信息集成和协调交互机制，构建成统一的仿真系统。模拟铁水罐入出炼钢的过程，为重罐入炼钢模式、空罐出炼钢模式、轨道占用率等研究提供定量分析工具。
3、本专利技术包括安装在终端机上的仿真参数设置和输入1、运行调度仿真子系统2、机车仿真子系统3、铁水罐仿真子系统4、轨道网络仿真子系统5、运行显示设备6、仿真结果库7。轨道网络仿真子系统5位于最底层，是仿真系统的布局基础；其上的运行调度仿真子系统2、机车仿真子系统3、铁水罐仿真子系统4为并行关系，仿真参数设置和输入1、仿真结果库7分别与运行调度仿真子系统2、机车仿真子系统3、铁水罐仿真子系统4相连接，分别作为其输入和输出；运行显示设备位于6位于仿真系统最上层，对仿真过程进行可视化显示。
4、其中，仿真参数设置和输入1是仿真系统的输入，实现铁水罐入出炼钢方案参数的输入；运行调度仿真子系统2实现对机车和铁水罐的调度；机车仿真子系统3实现机车运输铁水罐的仿真；铁水罐仿真子系统4实现铁水罐在机车上运送、在炼钢车间运转的仿真；轨道网络仿真子系统5定义轨道布局、定义轨道上道岔点、机车停放位置点，并根据机车运行情况，对轨道和道岔进行锁定和锁定释放；运行显示设备6实现对仿真过程的动画和数据显示；仿真结果库7实现对仿真参数、仿真过程数据和仿真结果的存储。
5、从功能上讲，本专利技术模拟仿真从机车运送重罐到炼钢、机车与车架脱钩、重罐在炼钢车间车架上吊起、重罐在炼钢车间运转后变为空罐返回、机车过道岔换股、空罐被吊运到车架上、机车挂车架、机车运送空罐返回高炉的过程。
6、仿真参数设置和输入1实现仿真系统的输入，使用者可输入仿真参数，如仿真开始时间、仿真步长、仿真结束条件，铁水罐入出炼钢方案和方案参数也在此输入。仿真系统依据输入的参数进行仿真。
7、运行调度仿真子系统2模拟现场调度的角色，对机车的运输和等待、机车与车架脱钩、机车挂车架、机车换股、铁水罐的吊运提供调度指令。
8、机车仿真子系统3根据仿真参数和运行方案，模拟不同数据重罐装载到机车上、机车运输重罐沿轨道通过各道岔到炼钢、机车与车架脱钩、根据调度指令机车换股、机车挂车架、机车运输空罐返回高炉的过程。
9、铁水罐仿真子系统4对铁水罐和铁水罐在炼钢的运转过程进行模拟，铁水罐模拟包括罐号、铁水重量、所在位置等内容，铁水罐在炼钢的运转过程包括重罐被吊起、重罐变为空罐返回、空罐被吊运至车架。
10、轨道网络仿真子系统5对轨道进行定义，同时模拟实现机车运行过程中，轨道和道岔的锁定和锁定释放。包括轨道布局8、轨道位置点定义9、道岔管理10。轨道布局8定义了铁水罐入出炼钢的轨道布局，包括轨道位置、轨道长度、轨道宽度、轨道的连接点；轨道位置点定义9在轨道上定义了机车起始位置、道岔起始点位置、炼钢各股道机车停放位置；道岔管理10对道岔的使用情况进行管理，包括锁定、锁定释放、占用时长统计。
11、运行显示设备6提供仿真参数和方案参数的显示，以及仿真过程的可视化。包括机车运输显示11、铁水罐情况显示12、道岔占用率显示13、设置参数情况显示14。机车运输显示11动态显示机车位置、机车运输铁水罐数量、机车在轨道上的运行情况，铁水罐情况显示12显示铁水罐号、铁水罐位置、铁水罐在机车上的运行情况，道岔占用率显示13以棒状图的形式显示各道岔当前占用时长和占用率，设置参数情况显示14显示本次仿真输入的仿真参数和运行方案参数。
12、仿真结果库7分别以关系数据库表和excel文件的方式保存仿真过程的机车、铁水罐、道岔数据和仿真结果，为铁水罐入出炼钢运行方案的研究和方案制定提供分析数据。
13、本专利技术的优点在于：
14、1、轨道布局定义精确完整，包括各段轨道的长度、道岔定义、机车停放位置点，仿真过程中根据机车运行情况对轨道和道岔进行锁定释放，轨道和道岔管理精确，可支撑铁水罐入出炼钢运行方案制定过程中，轨道的使用情况和道岔占用情况的研究。
15、2、本专利技术可用来支持铁水罐入出炼钢运行方案的研究分析和方案制定，包括：机车运输铁水罐数量、重罐到达炼钢位置及比例、炼钢空罐返回位置及比例、道岔占用情况等。
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1.一种铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，包括安装在终端机上的仿真参数设置和输入(1)、运行调度仿真子系统(2)、机车仿真子系统(3)、铁水罐仿真子系统(4)、轨道网络仿真子系统(5)、运行显示设备(6)、仿真结果库(7)；轨道网络仿真子系统(5)位于最底层，是仿真系统的布局基础；其上的运行调度仿真子系统(2)、机车仿真子系统(3)、铁水罐仿真子系统(4)为并行关系，仿真参数设置和输入(1)、仿真结果库(7)分别与运行调度仿真子系统(2)、机车仿真子系统(3)、铁水罐仿真子系统(4)相连接，分别作为其输入和输出；运行显示设备位于6位于仿真系统最上层，对仿真过程进行可视化显示；
2.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的运行调度仿真子系统(2)模拟现场调度的角色，对机车的运输和等待、机车与车架脱钩、机车挂车架、机车换股、铁水罐的吊运提供调度指令。
3.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的机车仿真子系统(3)根据仿真参数和运行方案，模拟不同数据重罐装载到机车上、机车运输重罐沿轨道通过各道岔到炼钢、机车与车架脱
4.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的铁水罐仿真子系统(4)对铁水罐和铁水罐在炼钢的运转过程进行模拟，铁水罐模拟包括罐号、铁水重量、所在位置等内容，铁水罐在炼钢的运转过程包括重罐被吊起、重罐变为空罐返回、空罐被吊运至车架。
5.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的轨道网络仿真子系统(5)对轨道进行定义，同时模拟实现机车运行过程中，轨道和道岔的锁定和锁定释放。包括轨道布局(8)、轨道位置点定义(9)、道岔管理(10)。轨道布局(8)定义了铁水罐入出炼钢的轨道布局，包括轨道位置、轨道长度、轨道宽度、轨道的连接点；轨道位置点定义(9)在轨道上定义了机车起始位置、道岔起始点位置、炼钢各股道机车停放位置；道岔管理(10)对道岔的使用情况进行管理，包括锁定、锁定释放、占用时长统计。
6.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的运行显示设备(6)提供仿真参数和方案参数的显示，以及仿真过程的可视化。包括机车运输显示(11)、铁水罐情况显示(12)、道岔占用率显示(13)、设置参数情况显示(14)；机车运输显示(11)动态显示机车位置、机车运输铁水罐数量、机车在轨道上的运行情况，铁水罐情况显示(12)显示铁水罐号、铁水罐位置、铁水罐在机车上的运行情况，道岔占用率显示(13)以棒状图的形式显示各道岔当前占用时长和占用率，设置参数情况显示(14)显示本次仿真输入的仿真参数和运行方案参数。
7.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的仿真结果库(7)分别以关系数据库表和Excel文件的方式保存仿真过程的机车、铁水罐、道岔数据和仿真结果，为铁水罐入出炼钢运行方案的研究和方案制定提供分析数据。
...【技术特征摘要】
1.一种铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，包括安装在终端机上的仿真参数设置和输入(1)、运行调度仿真子系统(2)、机车仿真子系统(3)、铁水罐仿真子系统(4)、轨道网络仿真子系统(5)、运行显示设备(6)、仿真结果库(7)；轨道网络仿真子系统(5)位于最底层，是仿真系统的布局基础；其上的运行调度仿真子系统(2)、机车仿真子系统(3)、铁水罐仿真子系统(4)为并行关系，仿真参数设置和输入(1)、仿真结果库(7)分别与运行调度仿真子系统(2)、机车仿真子系统(3)、铁水罐仿真子系统(4)相连接，分别作为其输入和输出；运行显示设备位于6位于仿真系统最上层，对仿真过程进行可视化显示；
2.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的运行调度仿真子系统(2)模拟现场调度的角色，对机车的运输和等待、机车与车架脱钩、机车挂车架、机车换股、铁水罐的吊运提供调度指令。
3.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的机车仿真子系统(3)根据仿真参数和运行方案，模拟不同数据重罐装载到机车上、机车运输重罐沿轨道通过各道岔到炼钢、机车与车架脱钩、根据调度指令机车换股、机车挂车架、机车运输空罐返回高炉的过程。
4.根据权利要求1所述的铁水罐入出炼钢仿真系统，其特征在于，所述的铁水罐仿真子系统(4)对铁水罐和铁水罐在炼钢的运转过程进行模拟，铁水罐模拟包括罐号、铁水重量、所在位置等内容，铁水罐在炼钢的运转过程包括重罐被吊起、重罐变为空...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘玉发，张振雨，李文兵，卢志强，孙雪娇，周永刚，付凯艳，蔡珊珊，王瑶，姬玲玲，陈亮，纪扬，
申请(专利权)人：冶金自动化研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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