ICS 77010 CISA CCS H 07 体 标 准 T/CISA 415-2024 高炉本体数字李生系统技术要求 Technical specifications for digital twin system of blast furnace body 2024-04-10发布 2024-08-01实施 中国钢铁工业协会 发布
T/CISA 4152024 前言 草.
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本文件由中国钢铁工业协会提出.
本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口.
本文件起草单位：北京智治互联科技有限公司、建龙阿城钢铁有限公司、冶金工业信息标准研究院、 中治南方工程技术有限公司、南京强思数字科技有限公司、中治华天工程技术有限公司、中冶东方工程 技术有限公司、北京金恒博远科技股份有限公司、陕钢集团有限公司、中国钢铁工业协会、鞍钢集团自 动化有限公司、首钢集团有限公司、中国软件评测中心.
本文件主要起草人：葛小亮、续飞飞、赵晶晶、赵宏博、王博、严晗、丁宏翔、王来信、马志坚、 彭尊、杨建鹏、曹仲勇、王、毛明涛、王风琴、李永杰、宋彩群、杨春建、周晟程、林子恒、周烽、 高心宇、陈百红、周春晖、李海涛、高大鹏、吴建、王淑娟.
ⅡI
T/CISA415-2024 高炉本体数字李生系统技术要求 1范围 本文件规定了高炉本体数字李生系统的技术架构、数据层、模型层、应用场景等技术要求.
本文件适用于钢铁企业高炉本体数字李生系统的开发与设计.
2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用面构成本文件必不可少的条款.
其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本 文件.
GB/T38637.2-2020物联网感知控制设备接入第2部分：数据管理要求 T/CISA201-2022钢铁行业高炉智能感知及可视化系统技术要求 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3.1 高炉本体数字李生系统digitaltwinsystemofblastfurnacebody 应用新一代信息技术，使高炉本体具备泛在连接、虚实映射、模拟仿真、实时优化、科学决策、友 好体验等特征，实现高炉本体稳定、高效、经济运行的系统.
3. 2 设备模型equipmentmodel 依据设备的几何结构、空间运动、几何关联等几何属性面建立的模型.
3.3 数据科学模型datasciencemodel 利用数据科学技术对数据进行分析、特征提取面建立的模型.
3. 4 知识模型knowledgemodel 依据高炉操作者的学习、实践、探索所获取的认知、判断或技能面建立的模型.
3.5 机理模型mechanismmodel 根据对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立的精确数学模型.
4技术架构 4.1系统架构
T/CISA 415-2024 高炉本体数字李生系统架构包括物理层、数据层、模型层、应用层，见图1.
物理层包括高炉本体物理实体、分布式控制系统、可编程逻辑控制器、传感器等.
数据层包括数据采集、数据预处理、数据存储，系统通过数据层为模型层提供高效的数据服务.
另 外，数据层也可以将模型层的结果下发至物理实体感知层，对高炉实体进行调整控制.
模型层包括工业建模、模型验证、模型融合.
按照建模内容与方式，工业建模包括设备模型、知识 模型、机理模型、数据科学模型.
系统通过模型验证提高模型的准确性与稳定性，通过不同类型工业模 型的融合实现高炉本体数字李生系统的构建.
应用层包括可视化、设备故障诊断、工艺参数优化、生产过程控制、数字李生实训等.
注：涉及物理层部分的技术内容不在本文件中进行规定：应用层仅列出数字李生相关的应用服务场景，不对具体技 术内容进行规定.
应用层 可视化 设备故障诊断 工艺参数优化 生产过程控制 数字李生实训 模型层 工业模型 设备模型 知识模型机理模型 数据科学模型 模型验证 模型融合 数据层 数据采集 数据预处理 数据存储 物理层 分布式控制系统（DCS） 可编程逻辑控制器（PLC） 传感器 高炉本体物理实体 注：虚框部分相关的技术要求不在本文件规定的范围内.
图1高炉本体数字李生系统架构 4.2虚实映射 数字虚体通过采集、存储生产过程中的控制器、传感器等数据，实现对高炉本体实体的在线动态感 知：通过工业建模分析及交互应用，将仿真优化结果下发至高炉本体实体，实现对高炉生产过程的优化， 其逻辑架构见图2.
T/CISA415-2024 高炉本体实体 数字虚体 控制器、传感器 动态感知 数据层 模型展 仿真优化 生产活动 交互层 图2高炉本体数字李生虚实映射逻辑架构 高炉本体数字李生系统的虚实映射应包括但不限于以下功能： a）高炉本体实体与数字虚体之间应建立动态镜像关系，数字虚体应能实时动态反映高炉本体实体 的生产过程及状态： b）数字虚体应针对数字虚体与物理空间存在的差异进行重构或者更新： c）数字虚体可依据实际情况将模拟分析结果下发至高炉实体控制器，优化高炉实体生产状态.
5数据层要求 5.1数据采集 5.1.1通用要求 数据采集通用要求应符合GB/T38637.2-2020中5.1的规定.
5.1.2数据源要求 5.1.2.1原燃料质量数据 5.1.2.1.1原燃料类型包括但不限于烧结矿、球团矿、块矿、熔剂、焦炭、喷吹物等： 5.1.2.1.2质量数据类型包括但不限于化学成分数据（需包含有害元素）、粒度数据、物理性能数据、 冷热态强度数据、原料类的软熔性能数据、燃料类的灰分全分析数据： 5.1.2.1.3化学成分、粒度数据、物理性能、冷热态强度数据频率频次不应低于8小时/次，软熔性能数 据频次频率不应低于7天/次，灰分全分析数据频率频次不应低于1天/次.
5.1.2.2产品、副产品数据 包括但不限于铁水、炉渣产品的成分数据、铁水计量数据，炉顶煤气成分、重力灰、布袋灰等副产 品的检化验数据，其中铁水成分及温度数据宜按罐次化验，铁水计量数据应按罐次称量，炉渣成分应按 铁次化验，重力灰、布袋灰等副产品数据化验频次应不低于1天/次.
5.1.2.3生产过程信号及状态数据 包括但不限于高炉生产送风参数、槽下排料信号及参数、炉顶布料信号参数、冷却壁热电偶温度监 测数据、水系统温度流量压力数据、炉身静压力监测数据、十字测温监测数据、炉缸炉底热电偶监测数 据.
该类数据频次应在秒级以上.
5.1.2.4炉前出铁数据 炉前出铁数据应包括但不限于铁口号、铁次号、出铁开始时间、出铁结束时间、见渣时间.
该类数 3