支持钢铁能源仿真的动态场景设置系统技术领域
本发明属于冶金能源仿真技术领域，特别是提供了一种支持钢铁能源仿真的动态
场景设置系统，对影响钢铁企业能源产生、消耗和回收的动态影响因素进行设置，支持钢铁
企业能源动态仿真。
背景技术
钢铁企业是高耗能行业，钢铁企业必须提高能源利用效率、节约资源、加强能源平
衡与优化调度、充分利用二次能源，才能提高市场竞争力，保持可持续发展。能源仿真系统
是精准、定量地研究、分析、评估能源系统有效方法和工具。
钢铁企业涉及的能源介质众多，各类能源介质的产生与消耗不仅受制于能源设备
的运行状态，还与钢铁制品的生产过程密切相关。因此，动态能源仿真系统需要对影响能源
产生、消耗和回收的动态因素进行设置，支持各种生产场景的能源动态仿真。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支持钢铁能源仿真的动态场景设置系统，系统在钢铁
制造流程物流和能流的基础上，考虑动态影响能源产出、消耗和回收的各类因素，设置动态
仿真场景，支持钢铁制造流程的能源动态仿真。
本发明包括钢厂模型库1、可视化钢厂组态工具2、作业计划生成器3、仿真场景设
置器4和显示设备5。可视化钢厂组态工具2与钢厂模型库1相互连通接，可视化钢厂组态工
具2提供界面进行钢铁制造流程的建模，将模型保存到钢厂模型库1中；
仿真场景设置器4与钢厂模型库1、作业计划生成器3和显示设备5相连接，从钢厂
模型库1获得钢厂模型库的模型，从作业计划生成器3获得初始作业计划，在初始作业计划
的基础上对仿真场景进行设置，设置结果返回给作业计划生成器3，进一步生产反映动态仿
真场景设置的作业计划，仿真场景设置的结果提供给显示设备5进行显示。其中，钢厂模型
库1存放钢厂各种设备、管网、运行界面的模型参数；可视化钢厂组态工具2提供了对钢厂进
行建模、模型修改的工具；作业计划生成器3在初始作业计划的基础上，考虑仿真场景设置
的结果，生成指导能源仿真的作业计划；显示设备5对仿真场景设置结果和作业计划内容进
行显示。
从功能上讲，本发明建立钢铁企业模型，进行仿真场景的设置以反映钢铁生产过
程影响能源产生和消耗的影响因素，模拟生成作业计划，进而支持钢铁制造流程的能源动
态仿真。
钢厂模型库1使用Microsoft SQL Server 2000关系数据库，包括生产设备模型、
回收设备模型、能源设备模型、库存模型、能源流网络模型和运输界面模型。
可视化钢厂组态工具2为钢厂模型库1提供了直观和综合的图形化管理工具，可通
过直观和综合的图形化管理工具提供的界面定义大型联合企业生产、能源、回收设备、各种
库存和运输界面，进一步定义各种物流及能源介质的连接关系。
作业计划生成器3编制生产过程仿真需要的作业计划，并根据仿真场景设置结果
修改和更新作业计划。
仿真场景设置器4是该发明的主要部分，实现对影响能源产生和消耗的动态影响
因素的设置。仿真场景设置器4主要包括设备产能设置6、设备状态设置7、铁钢界面设置8、
铸轧界面设置9。设备产能设置6、设备状态设置7、铁钢界面设置8、铸轧界面设置9各自独
立，均直接与仿真场景设置器4相连接，其设置结果通过仿真场景设置器4连接到作业计划
生成器3，进一步实现作业计划的修改和更新。
设备产能设置6实现对设备产能的设置，设备包括生产设备(包括：焦炉、烧结机、
高炉、转炉、LF精炼炉、RH精炼炉、连铸机、加热炉、热轧和冷轧)和能源设备(包括：锅炉、热
电厂、制氧机、空压机、鼓风机)，产能设置的范围在设计产能的60％-110％。设备状态设置7
实现对设备生产状态的设置，包括的设备与设备产能设置6包括的设备相同，设备状态包
括：正常生产、检修和故障状态。铁钢界面设置8实现对炼铁和炼钢生产界面铁水运输时间
的设置，铁钢界面铁水的标准运输时间已在钢厂模型库1中进行了定义，铁钢界面设置8在
标准运输时间的基础上，设置运输时间的波动，波动范围为标准运输时间的90％-150％。铸
轧界面设置9实现对连铸和轧钢加热炉生产界面铸坯运输时间的设置，铸轧界面铸坯的标
准运输时间已在钢厂模型库1中进行了定义，铸轧界面设置9在标准运输时间的基础上，设
置运输时间的波动，波动范围为标准运输时间的90％-300％。
显示设备5提供了可视化的显示。具体显示内容包括仿真场景设置、设置结果及作
业计划。
本发明的优点在于：
1、在钢铁制造流程物流和能流的基础上，考虑动态影响能源产生、消耗和回收的
各类影响因素，提供影响因素的动态设置。
2、本发明可用来支持钢铁制造流程的能源动态仿真，支持分析评估钢铁制造流程
中各类影响因素对钢铁制造过程能源结构、能源消耗和能源效率的影响。
附图说明
图1为支持钢铁能源仿真的动态场景设置系统结构图。其中，钢厂模型库1、可视化
钢厂组态工具2、作业计划生成器3、仿真场景设置器4、显示设备5、设备产能设置6、设备状
态设置7、铁钢界面设置8、铸轧界面设置9。
具体实施方式
图1为本发明的一种具体实施方式。
本发明包括钢厂模型库1、可视化钢厂组态工具2、作业计划生成器3、仿真场景设
置器4和显示设备5。可视化钢厂组态工具2与钢厂模型库1相互连通接，可视化钢厂组态工
具2提供界面进行钢铁制造流程的建模，将模型保存到钢厂模型库1中；
仿真场景设置器4与钢厂模型库1、作业计划生成器3和显示设备5相连接，从钢厂
模型库1获得钢厂模型库的模型，从作业计划生成器3获得初始作业计划，在初始作业计划
的基础上对仿真场景进行设置，设置结果返回给作业计划生成器3，进一步生产反映动态仿
真场景设置的作业计划，仿真场景设置的结果提供给显示设备5进行显示。其中，钢厂模型
库1存放钢厂各种设备、管网、运行界面的模型参数；可视化钢厂组态工具2提供了对钢厂进
行建模、模型修改的工具；作业计划生成器3在初始作业计划的基础上，考虑仿真场景设置
的结果，生成指导能源仿真的作业计划；显示设备5对仿真场景设置结果和作业计划内容进
行显示。
从功能上讲，本发明建立钢铁企业模型，进行仿真场景的设置以反映钢铁生产过
程影响能源产生和消耗的影响因素，模拟生成作业计划，进而支持钢铁制造流程的能源动
态仿真。
钢厂模型库1使用Microsoft SQL Server 2000关系数据库，包括生产设备模型、
回收设备模型、能源设备模型、库存模型、能源流网络模型和运输界面模型。
可视化钢厂组态工具2为钢厂模型库1提供了直观和综合的图形化管理工具，可通
过直观和综合的图形化管理工具提供的界面定义大型联合企业生产、能源、回收设备、各种
库存和运输界面，进一步定义各种物流及能源介质的连接关系。
作业计划生成器3编制生产过程仿真需要的作业计划，并根据仿真场景设置结果
修改和更新作业计划。
仿真场景设置器4是该发明的主要部分，实现对影响能源产生和消耗的动态影响
因素的设置。仿真场景设置器4主要包括设备产能设置6、设备状态设置7、铁钢界面设置8、
铸轧界面设置9。设备产能设置6、设备状态设置7、铁钢界面设置8、铸轧界面设置9各自独
立，均直接与仿真场景设置器4相连接，其设置结果通过仿真场景设置器4连接到作业计划
生成器3，进一步实现作业计划的修改和更新。
设备产能设置6实现对设备产能的设置，设备包括生产设备(包括：焦炉、烧结机、
高炉、转炉、LF精炼炉、RH精炼炉、连铸机、加热炉、热轧和冷轧)和能源设备(包括：锅炉、热
电厂、制氧机、空压机、鼓风机)，产能设置的范围在设计产能的60％-110％。设备状态设置7
实现对设备生产状态的设置，包括的设备与设备产能设置6包括的设备相同，设备状态包
括：正常生产、检修和故障状态。铁钢界面设置8实现对炼铁和炼钢生产界面铁水运输时间
的设置，铁钢界面铁水的标准运输时间已在钢厂模型库1中进行了定义，铁钢界面设置8在
标准运输时间的基础上，设置运输时间的波动，波动范围为标准运输时间的90％-150％。铸
轧界面设置9实现对连铸和轧钢加热炉生产界面铸坯运输时间的设置，铸轧界面铸坯的标
准运输时间已在钢厂模型库1中进行了定义，铸轧界面设置9在标准运输时间的基础上，设
置运输时间的波动，波动范围为标准运输时间的90％-300％。
显示设备5提供了可视化的显示。具体显示内容包括仿真场景设置、设置结果及作
业计划。