Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/15281
Title: Desenvolvimento de soft sensor para predição do estado térmico do ferro gusa em alto-forno usando fuzzy c-médias e modelo exógeno auto-regressivo não linear.
Other Titles: Development of a soft sensor to predict the thermal state of pig iron in a blast furnace using fuzzy c-means and exogenous non-linear autoregressive model.
???metadata.dc.creator???: FONTES, Diane Otília Lima.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BRITO, Romildo Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: RAMOS, Wagner Brandão.
???metadata.dc.contributor.referee3???: MORAIS JUNIOR, Arioston Araújo de.
Keywords: Estado Térmico;Alto Forno;Soft Sensor;FCM;NARX;Inteligência Artificial;Redes Neurais;Thermal State;Blast Furnace;Artificial Intelligence;Neural Networks
Issue Date: 28-Aug-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FONTES, D. O. L. Desenvolvimento de soft sensor para predição do estado térmico do ferro gusa em alto-forno usando fuzzy c-médias e modelo exógeno auto-regressivo não linear. 2020. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020.
???metadata.dc.description.resumo???: A temperatura e a composição de silício no ferro gusa são parâmetros essenciais para o controle térmico do alto-forno. Entretanto, a estrutura física do alto-forno não permite métodos diretos e online para detectar esses parâmetros. Neste estudo, foi proposto um algoritmo híbrido usando fuzzy c-médias (FCM) e modelo exógeno auto-regressivo não linear (NARX) para construir um soft sensor capaz de prever a temperatura do gusa e o teor de silício em um intervalo de amostragem regular. O FCM é uma técnica de modelagem de dados para gerar subconjuntos similares entre si e dissimilares entre os outros subconjuntos. Sua importância se dá pelo fato de descobrir agrupamentos naturais dos dados observados, neste caso, determinar grupos de condições operacionais. O modelo neural NARX visa gerar um modelo de predição dos indicadores. O algoritmo proposto foi avaliado a partir da sua eficiência em um processo industrial de fabricação de ferro gusa em um alto-forno. Os resultados obtidos demonstraram que construir um soft sensor com modelos FCM-NARX apresenta um alto desempenho, tendo um coeficiente de determinação para a predição para a temperatura e teor de silício no gusa de 99,7% e 99,6%, respectivamente.
Abstract: The temperature and silicon content of hot metal are essential parameters for the thermal control of a blast furnace. However, the physical structure of the blast furnace prevents direct and online methods from accurately predicting these parameters. In this study, it was proposed a new algorithm based on fuzzy c-means (FCM) and exogenous nonlinear autoregressive model (NARX) to develop a soft sensor for predicting the temperature and silicon content of hot metal. FCM is a data modeling technique that works by clustering similar data objects while separating dissimilar ones. FCM is highly effective in the identification of natural groupings in the observed data; in this case, determination of groups of operational conditions. The NARX neural network presents a model for the accurate prediction of temperature and silicon content of hot metal. The proposed algorithm was evaluated based on its efficiency in simulating the industrial process for manufacturing hot metal in a blast furnace. The results showed that a soft sensor based on FCM-NARX models presents a high performance, with a determination coefficient for the prediction of temperature and silicon content in hot metal of 99.7% and 99.6%, respectively.
Keywords: Estado Térmico
Alto Forno
Soft Sensor
FCM
NARX
Inteligência Artificial
Redes Neurais
Thermal State
Blast Furnace
Artificial Intelligence
Neural Networks
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/15281
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DIANE OTÍLIA LIMA FONTES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2020.pdf2.66 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.