Beschreibung Mathematisches Modell für eine hüttentechnische Anlage und Optimierungsverfahren für den Betrieb einer hüttentechnischen Anlage unter Verwendung eines derartigen Modells Die vorliegende Erfindung betrifft ein mathematisches Modell für eine hüttentechnische Anlage, - wobei mittels des Modells eine Anzahl von Aggregaten der hüttentechnischen Anlage modellierbar ist, denen zuzufüh- rende und abgegebene Medienströme zugeordnet sind, - wobei die Medienströme innerhalb des Modells fest oder fle- xibel derart miteinander verknüpft sind, dass jeder einem der Aggregate zuzuführende Medienstrom dem jeweiligen Ag- gregat entweder von außerhalb der Anlage oder von einem an- deren der Aggregate zugeführt wird und jeder von einem der Aggregate abgegebene Medienstrom entweder nach außerhalb der Anlage oder an ein anderes der Aggregate abgegeben wird, - wobei dem Modell als Variable Startparameter vorgegeben werden, welche Anfangszustände der Aggregate beschreiben, - wobei dem Modell als Variable Eingangsbetriebsparameter vorgebbar sind, welche einen ersten Teil der Medienstrom- verläufe beschreiben, - wobei von dem Modell Ausgangsbetriebsparameter ermittelt und ausgegeben werden, welche die verbleibenden der Medien- stromverläufe beschreiben, und - wobei von dem Modell Endparameter ermittelt und ausgegeben werden, welche Endzustände der Aggregate beschreiben.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Optimierungs- verfahren für den Betrieb einer hüttentechnischen Anlage un- ter Verwendung eines derartigen Modells, wobei ein Optimie- rungsrechner anhand der Startparameter und eines Beurtei- lungskriteriums gemäß einem Optimierungsalgorithmus unter Verwendung des Modells optimierte Betriebsparameter ermit- telt.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung noch ein auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogramm zur Durch- führung eines derartigen Optimierungsverfahrens und den Opti- mierungsrechner selbst.

Modelle für hüttentechnische Anlagen und Optimierungsverfah- ren für den Betrieb einer hüttentechnischen Anlage unter Ver- wendung eines derartigen Models sind allgemein bekannt. Es werden beispielhaft genannt : - der Fachaufsatz"Optimierung der Energieverteilung im in- tegrierten Hüttenwerk"von Wolfgang Krumm, Franz N. Fett, Hans-Günther Pöttken und Herbert Strohschein, erschienen in Stahl und Eisen 108 (1988) Nr. 22, Seiten 95 bis 104, sowie - der Fachaufsatz"Vergleichmäßigung des Strombezugs bei Großverbrauchern mit Hilfe eines Energiemodells"von P.

Fleissig und F. N. Fett, erschienen in elektrowärme inter- national, Heft B 2, Juni 1997, Seiten B 94 bis B 101.

Der Offenbarungsgehalt dieser beiden Veröffentlichungen wird hiermit durch den Verweis auf die Veröffentlichungen in diese Anmeldung mit aufgenommen.

Die Modelle und Optimierungsalgorithmen des Standes der Tech- nik arbeiten als solche bereits recht zufriedenstellend. Sie leiden aber unter dem Nachteil, dass sie starr und unflexibel sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesem Nachteil abzuhelfen.

Die Aufgabe wird für das eingangs genannte Modell dadurch ge- löst, dass dem Modell als Variable Strukturparameter vorgeb- bar sind, welche zumindest Anzahl und Art der Aggregate fest- legen und dass die Medienströme auf Grund der Strukturparame- ter miteinander verknüpft sind.

Für das eingangs genannte Optimierungsverfahren wird die Auf- gabe dadurch gelöst, dass die Strukturparameter von einem An- wender dem Optimierungsrechner vorgegeben werden und von die- sem an das Modell weitergegeben werden.

Die Energieströme umfassen vorzugsweise sowohl Material-als auch Energie-und Energieträgerströme. Denn in diesem Fall ist das Modell besonders flexibel handhabbar.

Wenn die Betriebsparameter auch Qualitätsverläufe für die Me- dienstromverläufe aufweisen, ist es noch flexibler ausgebil- det.

Wenn mittels der Strukturparameter zusätzlich zur Art der Ag- gregate auch vorgebbar ist, wie die Aggregate miteinander verknüpft sind und/oder mit welchen Teilmodellen die Aggrega- te modelliert werden, ist die Komplexität des Gesamtmodells bei an sich unveränderter Anlage als solcher an die verfügba- re Rechenleistung eines Rechners anpassbar.

Eine weitere Anpassungsmöglichkeit an die zur Verfügung ste- hende Rechenleistung besteht darin, dass die Medienstromver- läufe sich über eine Zeitspanne erstrecken, die dem Modell als Variable vorgebbar ist.

Die Vorgabe der Teilmodelle und die Vorgabe der Zeitspanne können dabei gegebenenfalls miteinander geeignet kombiniert werden. Für offline-Rechnungen können beispielsweise die Zeitspanne und die Komplexität hochgesetzt werden, beispiels- weise auf eine Zeitspanne von einer Woche und eine hohe Kom- plexität der Teilmodelle. Wenn der verwendete Rechner hierzu eine Rechenzeit von z. B. zwei Tagen benötigt, ist dies, weil eine offline-Rechnung durchgeführt wird, unkritisch. Wenn hingegen eine online-Rechnung durchgeführt werden soll, kann beispielsweise die Zeitspanne auf nur eine Stunde gesetzt werden und die Komplexität der Teilmodelle auf"mittel"bzw.

"einfach"verringert werden. In diesem Fall benötigt der Rechner beispielsweise nur 20 Minuten für die Vorausberech- nung, so dass noch genügend Zeit für eventuell erforderliche prozessbeeinflussende Maßnahmen verbleibt.

Wenn dem Optimierungsrechner vom Anwender vorgegeben wird, welche der Medienstromverläufe Eingangs-und welche Ausgangs- betriebsparameter sind, kann vom Anwender festgelegt werden, welche Betriebsparameter zu optimieren sind. Denn nur die Eingangsbetriebsparameter werden vom Optimierungsrechner va- riiert. Die Ausgangsbetriebsparameter hingegen werden vom Mo- dell ermittelt.

Wenn auch das Beurteilungskriterium dem Optimierungsrechner vom Anwender vorgegeben wird, ist das Optimierungsverfahren noch flexibler. Denn dann kann auch vorgegeben werden, nach welchem Kriterium die Optimierung erfolgen soll.

Wenn dabei das Beurteilungskriterium derart vorgebbar ist, dass es für mindestens einen nach außerhalb der Anlage abge- gebenen Medienstromverlauf umso besser erfüllt wird, je ge- ringer dieser Medienstromverlauf ist, sind auch"Negativkri- terien"berücksichtigbar. Dies gilt ganz besonders, wenn die- ser Medienstromverlauf ein Materialstrom (z. B. Abgas, Schad- stoff, Schlacke) ist.

Vorzugsweise ist das Beurteilungskriterium auch derart vor- gebbar, dass es besser erfüllt wird, wenn ein Qualitätsver- lauf eines ersten der Anlage von außerhalb zugeführten Me- dienstromverlaufs absinkt und hiermit korrespondierend ein zweiter der Anlage von außerhalb zugeführter Medienstromver- lauf auf Grund des Absinkens des Qualitätsverlaufs des ersten Medienstromverlaufs ansteigt. Denn dann kann insbesondere auch eine sogenannte Mediensubstitution optimiert werden.

Letztgenannte Optimierung ist dabei insbesondere dann von Vorteil, wenn der erste Medienstromverlauf ein Materialstrom- verlauf (z. B. für einen Hochofen bestimmtes Eisenerz) und der zweite Medienstromverlauf ein Energie-oder ein Energie- trägerstromverlauf (z. B. zum Ausschmelzen des Eisens aus dem Erz benötigter Koks) ist.

Das Optimierungsverfahren arbeitet noch flexibler, wenn auch der Optimierungsalgorithmus dem Optimierungsrechner vom An- wender vorgegeben wird.

Eine noch bessere Flexibilisierung ergibt sich, wenn die Zeitspanne vom Anwender dem Optimierungsrechner vorgegeben und von diesem an das Modell weiter gegeben wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbin- dung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung FIG 1 ein Blockschaltbild eines Optimierungsrechners und eines Modells für eine hüttentechnische Anlage, FIG 2 und 3 beispielhafte Ablaufdiagramme, FIG 4 eine schematische Darstellung einer hütten- technischen Anlage und der darin auftretenden Medienströme, FIG 5 ein Ablaufdiagramm und FIG 6 bis 8 Zeitdiagramme.

Gemäß FIG 1 ist ein Optimierungsrechner 1 mit einem Computer- programm 2 programmiert. Das Computerprogramm 2 ist dem Opti- mierungsrechner 1 über einen Datenträger 3, z. B. eine CD-ROM 3, zugeführt worden. Auf Grund der Programmierung mit dem Computerprogramm 2 implementiert der Optimierungsrechner 1 unter anderem ein mathematisches Modell 4 einer hüttentechni- schen Anlage. Ferner führt er unter Verwendung des mathemati- schen Modells 4 ein nachstehend in Verbindung mit FIG 2 näher beschriebenes Optimierungsverfahren für den Betrieb der hüt- tentechnischen Anlage aus.

Gemäß FIG 2 wird dem Optimierungsrechner 1 von einem Anwender 5 in einem Schritt Sl zunächst eine Zeitspanne T vorgegeben.

Die Zeitspanne T gibt an, über welchen Zeitraum sich Medien- stromverläufe erstrecken. Die Zeitspanne T wird vom Optimie- rungsrechner 1 an das Modell 4 weiter gegeben. Sie wird also dem Modell 4 als Variable vorgegeben.

Sodann wird dem Optimierungsrechner 1 vom Anwender 5 ein Op- timierungsalgorithmus A vorgegeben. Beispielsweise kann der Anwender 5 einen von mehreren möglichen Optimierungsalgorith- men (z. B. Simplex-Algorithmus, SQP-Algorithmus, ...) auswäh- len.

Im gleichen Schritt S2 wird dem Optimierungsrechner 1 vom An- wender 5 ein Beurteilungskriterium K vorgegeben, anhand des- sen der Optimierungsrechner 1 ermittelte Parameter bewertet.

Auch bezüglich des Beurteilungskriteriums K kann der Anwender 5 beispielsweise eines von mehreren möglichen Kriterien aus- wählen. Beispielsweise kann der Bezug von Energie und/oder Energieträgern minimiert werden. Auch kann der Spitzenwert z.

B. des bezogenen Stroms minimiert werden. Auch kann der Schadstoffausstoß minimiert werden. Das Beurteilungskriterium K kann linear, nicht linear und darüber hinaus z. B. auch von der Tageszeit abhängig sein. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Mehrfachauswahl unter entsprechender Angabe von Wichtungsfaktoren möglich.

Als nächstes werden dem Optimierungsrechner 1 in einem Schritt S3 vom Anwender 5 Strukturparameter vorgegeben. Die Strukturparameter legen zumindest Anzahl und Art von Aggrega- ten der hüttentechnischen Anlage (einschließlich deren Leis- tungsdaten) fest, die durch das mathematische Modell 4 model- liert wird. Hierauf wird später in Verbindung mit den FIG 4 und 5 noch näher eingegangen werden. Auch die Strukturparame- ter werden vom Optimierungsrechner 1 an das Modell 4 weiter gegeben.

In einem Schritt S4 wird dem Optimierungsrechner 1 schließ- lich vom Anwender 5 vorgegeben, welche der Medienstromverläu- fe Eingangsbetriebsparameter des Modells 4 sein sollen und welche Ausgangsbetriebsparameter. Dem Optimierungsrechner 1 kann also vom Anwender 5 vorgegeben werden, welche Medien- stromverläufe er variieren bzw. vorgeben und welche er durch das Modell 4 bestimmen soll. Auf Grund der Vorgabe von zeit- abhängigen Medienstromverläufen kann insbesondere nicht nur ein stationärer, sondern auch ein nicht stationärer Betrieb der hüttentechnischen Anlage simuliert werden.

Nach der Eingabe dieser statischen Größen, die sich im Laufe des Optimierungsverfahrens nicht mehr ändern, werden dem Op- timierungsrechner 1 vom Anwender 5 Startparameter vorgegeben, welche Anfangszustände der Aggregate der hüttentechnischen Anlage beschreiben. Auch diese Parameter werden im Schritt S5 als Variable an das Modell 4 weiter gegeben.

Gemäß den FIG 1 und 2 erfolgt die Vorgabe der Startparameter durch den Anwender 5. Dies ist deshalb möglich und erforder- lich, weil das Optimierungsverfahren gemäß den FIG 1 und 2 offline abläuft. Wenn das Optimierungsverfahren hingegen on- line abliefe, würden die Startparameter durch Istwerte der hüttentechnischen Anlage bzw. von deren Aggregaten bestimmt sein. In diesem Fall würden die Startparameter von der hüt- tentechnischen Anlage also direkt eingelesen werden und so von der hüttentechnischen Anlage vorgegeben werden.

In einem Schritt S6 bestimmt der Optimierungsrechner 1 als nächstes für die vom Anwender 5 als Eingangsbetriebsparameter des Modells 4 vorgegebenen Medienströme anfängliche zeitliche Verläufe und gibt sie dem Modell 4 als Eingangsbetriebspara- meter vor. Er berücksichtigt dabei selbstverständlich die technologischen Randbedingungen und Abhängigkeiten des Be- triebs der Aggregate. Im Schritt S7 wird dann das Modell 4 aufgerufen.

Der Optimierungsrechner 1 wartet dann ab, bis das Modell 4- auf Grund des Aufrufs im Schritt S7-Ausgangbetriebsparame- ter ermittelt hat, welche die verbleibenden Medienstromver- läufe beschreiben. Diese Medienstromverläufe nimmt der Opti- mierungsrechner 1 in einem Schritt S8 entgegen. Im gleichen Schritt S8 nimmt der Optimierungsrechner 1 auch Endparameter entgegen, die von dem Modell 4 ermittelt wurden und Endzu- stände der Aggregate der hüttentechnischen Anlage nach der Zeitspanne T beschreiben.

In einem Schritt S9 ermittelt der Optimierungsrechner 1 dann anhand der Startparameter und des Beurteilungskriteriums K ein Maß M für die Güte des vorgegebenen und ermittelten Be- triebsverlaufs, also der Gesamtheit der Medienstromverläufe, der hüttentechnischen Anlage. Zur Optimierung der Betriebspa- rameter überprüft der Optimierungsrechner 1 in einem Schritt S10 z. B., ob das ermittelte Gütemaß M sich um mehr als eine Schranke 8 von einem Gütemaß M'unterscheidet, das im unmit- telbar vorhergehenden Durchlauf ermittelt wurde.

Ist der Unterschied größer als die Schranke 8, ist dies ein Indiz dafür, dass die Betriebsparameter noch weit von ihrem Optimum entfernt sind. Ergibt sich hingegen nur eine Änderung kleiner als die Schranke 8, ist dies ein Indiz dafür, dass man das Optimum erreicht bzw. sich ihm weitgehend bzw. hin- reichend angenähert hat. Je nach dem Vergleichsergebnis im Schritt S10 wird daher entweder mit einem Schritt S11 oder mit Schritten S12 und S13 fortgefahren.

Im Schritt S11 wird gemäß dem vom Anwender 5 bestimmten Opti- mierungsalgorithmus A der Satz von Eingangsbetriebsparametern variiert. So dann wird zum Schritt S7 zurück gesprungen.

Im Schritt S12 werden die ermittelten, für gut bzw. optimal befundenen Betriebsparameter sowie eventuell zusätzlich das ermittelte Gütemaß M und die Endzustände der Aggregate an den Anwender 5 ausgegeben. Gegebenenfalls kann zusätzlich auch direkt die Anlage gesteuert werden. Im Schritt S13 wird dann überprüft, ob ein weiterer Durchlauf des Optimierungsverfah- rens erfolgen soll. Wenn dies der Fall ist, wird zum Schritt S5 zurück gesprungen, ansonsten wird die Abarbeitung des Op- timierungsverfahrens beendet.

Das mathematische Modell 4 und dessen Betriebsablauf wird nunmehr nachstehend in Verbindung mit FIG 3 näher erläutert.

Gemäß FIG 3 nimmt das Modell 4 in einem Schritt S14 zunächst die Zeitspanne T entgegen. Im Schritt S15 nimmt es sodann die Strukturparameter entgegen. Ferner nimmt es im Schritt S16 Startparameter für die Aggregate entgegen. Im Schritt S17 nimmt es schließlich die Eingangsbetriebsparameter entgegen.

In Schritten S18 und S19 ermittelt das Modell 4 die korres- pondierenden Ausgangsbetriebsparameter und die Endparameter.

Auch hier werden wieder die technologischen Randbedingungen und Abhängigkeiten der Aggregate berücksichtigt. Die Aus- gangsbetriebsparameter und die Endparameter werden vom mathe- matischen Modell 4 dann im Schritt S20 ausgegeben.

Zur näheren Erläuterung des Optimierungsverfahrens gemäß FIG 2 und des Ablaufs des mathematischen Modells 4 gemäß FIG 3 sei beispielhaft angenommen, dass mittels des Modells 4 eine hüttentechnische Anlage 6 modelliert werden soll, die-sche- matisch und vereinfacht-in FIG 4 dargestellt ist.

Gemäß FIG 4 weist die (beispielhafte) hüttentechnische Anlage 6 sechs Aggregate 7 bis 12 auf. Es sind dies eine Kokerei 7, eine Sinteranlage 8, ein Hochofen 9, ein Stahlwerk 10, ein Walzwerk 11 sowie ein Kraftwerk 12. Wie aus FIG 4 sofort und ohne weiteres ersichtlich ist, sind jedem der Aggregate 7 bis 12 zuzuführende und abgegebene Medienströme zugeordnet. So- wohl die Aggregate 7 bis 12 als auch die Medienströme und de- ren zeitliche Verläufe werden selbstverständlich im Rahmen des Modells 4 modelliert.

Der Kokerei 7 wird beispielsweise als Medienstrom der Materi- alstrom"Kohle"zugeführt. Der Energieträgerstrom"Koks"wird - je nach zeitlichem Anfall und je nach zeitlichem Bedarf- an die Sinteranlage 8 und den Hochofen 9 abgegeben. Ferner wird der Energieträgerstrom"Koksofengas"-wieder je nach Anfall und je nach Bedarf-an die Sinteranlage 8, den Hoch- ofen 9, das Walzwerk 11 und das Kraftwerk 12 abgegeben. Die Materialströme"Abgas"und"Schadstoffe"werden nach außer- halb der Anlage 6 (das heißt an die Umwelt) abgegeben. Die Abgase umfassen insbesondere Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, die Schadstoffe beispielsweise Stick-und Schwefeloxide.

In ähnlicher Weise werden der Sinteranlage 8 von außen der Materialstrom"Eisenerz"und-soweit zusätzlich zum Koks- strom von der Kokerei 7 erforderlich-der Energieträgerstrom "Koks"zugeführt. Von ihr wird Sinter an den Hochofen 9 abge- geben. Vom Kraftwerk 12 werden der Sinteranlage 8, soweit er- forderlich, der Energiestrom"elektrischer Strom"sowie der Energieträgerstrom"Dampf"zugeführt. Ferner werden ihr gege- benenfalls von der Kokerei 7 der Energieträgerstrom"Koks- ofengas"und vom Hochofen 9 der Energieträgerstrom"Gichtgas" zugeführt. Auch von der Sinteranlage 8 werden Materialströme an die Umwelt abgegeben, insbesondere wieder Schadstoffe und Abgase.

Dem Hochofen 9 werden von außen der Materialstrom"Koks"und der Energieträgerstrom"Erdgas"zugeführt. Die Materialströme "Schlacke","Abgas"und"Schadstoffe"werden von ihm nach au- ßen abgegeben. Anlagenintern werden ihm, wie bereits erwähnt, von der Kokerei 7 Koks und Koksofengas sowie von der Sinter- anlage 8 Sinter zugeführt. Gichtgas wird von ihm-je nach Anfall und je nach Bedarf-an die Kokerei 7, die Sinteranla- ge 8 und das Kraftwerk 12 abgegeben. Dem Hochofen 9 werden ferner, soweit erforderlich, vom Kraftwerk 12 aus Dampf und elektrischer Strom zugeführt, vom Stahlwerk 10 aus Konverter- gas. Ferner wird-als Hauptzweck des Hochofens 9-von ihm Roheisen an das Stahlwerk 10 abgegeben.

Dem Stahlwerk 10 werden von außerhalb der hüttentechnischen Anlage 6 die Materialströme"Schrott"und"Sauerstoff"zuge- führt. Anlagenintern werden ihm vom Hochofen 9 Roheisen und vom Kraftwerk Dampf und elektrischer Strom zugeführt. Nach außen werden vom Stahlwerk 10 Schlacke, Schadstoffe und Abgas abgegeben. Anlagenintern werden vom Stahlwerk 10 Konvertergas an den Hochofen 9, die Kokerei 7, das Walzwerk 11 und das Kraftwerk 12 abgegeben. Stahl wird an das Walzwerk 11 abgege- ben.

Dem Walzwerk 11 werden anlagenintern vom Stahlwerk 10 Stahl und Konvertergas zugeführt. Von der Kokerei 7 wird dem Walz- werk 11 Koksofengas zugeführt, vom Hochofen 9 Gichtgas. Fer- ner wird dem Walzwerk 11 vom Kraftwerk 12 elektrischer Strom zugeführt. Vom Walzwerk 11 wird das Endprodukt (gewalzter Stahl) nach außen abgegeben.

Dem Kraftwerk 12 werden von außen elektrischer Strom, Erdgas und/oder Heizöl zugeführt. Anlagenintern werden ihm von der Kokerei 7, dem Hochofen 9 und dem Stahlwerk 10 die dort an- fallenden brennbaren Gase (Kuppelgase) zugeführt. Vom Kraft- werk 12 werden Dampf und elektrischer Strom an die Kokerei 7, die Sinteranlage 8, den Hochofen 9 und das Stahlwerk 10 abge- geben. An das Walzwerk 11 wird ferner elektrischer Strom ab- gegeben, an die Umwelt Dampf, Abgase und Schadstoffe.

Ersichtlich umfassen also die Medienströme zwischen den Ag- gregaten 7 bis 12 Materialströme (z. B. Erz, Schlacke und Ab- gas), Energieträgerströme (z. B. Erdgas, Heizöl und Koksofen- gas) und Energieströme (insbesondere Dampf und elektrischen Strom). Ferner gilt für jedes der Aggregate 7 bis 12, dass diesem Aggregat 7 bis 12 zuzuführende Medienströme dem jewei- ligen Aggregat 7 bis 12 entweder von außerhalb der Anlage 6 oder von einem anderen der Aggregate 7 bis 12 zugeführt wer- den. Auch wird jeder von einem der Aggregate 7 bis 12 abgege- bene Medienstrom entweder nach außerhalb der Anlage 6 oder an ein anderes der Aggregate 7 bis 12 abgegeben.

Um eine Anlage wie beispielsweise die in FIG 4 dargestellte hüttentechnische Anlage 6 flexibel modellieren zu können, ist der Schritt S3 (siehe FIG 2) gemäß FIG 5 in mehrere Schritte aufgeteilt. Dies wird nachstehend in Verbindung mit FIG 5 nä- her erläutert.

Gemäß FIG 5 wird im Rahmen der Abarbeitung des Schritts S3 zunächst in einem Schritt S21 beim Anwender 5 abgefragt, ob ein Aggregat 7 bis 12 eingegeben werden soll.

Wenn dies nicht der Fall ist, werden vom Optimierungsrechner 1 in einem Schritt S22 die bisher eingegebenen Strukturdaten an das Modell 4 übermittelt. Entsprechend der Vorgabe durch den Anwender 5 wird dann im Modell 4 ein Teilmodell für das jeweilige Aggregat 7 bis 12 selektiert und parametriert. Auf die Details der Teilmodelle als solche muss dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht näher eingegangen werden, da diese Teilmodelle als solche bekannt sind. Beispielhaft wird auf die beiden eingangs genannten Fachaufsätze, ergänzend auf die Doktorarbeit"Ein Modell zur produktionsabhängigen Prog- nose des Energiebedarfs eines Hüttenwerks mit dem Ziel der Energiekostenoptimierung"von M. Reh an der Universität Sie- gen, 1992, sowie auf den Fachaufsatz"Mathematische Modellie- rung und Optimierung der Energieverteilung im integrierten Hüttenwerk", Forschungsberichte VDI, Reihe 6, Energieerzeu- gung Nr. 232,1989, verwiesen.

Anderenfalls wird in einem Schritt 23 vom Optimierungsrechner 1 zunächst beim Anwender 5 der Typ des zu modellierenden Ag- gregats 7 bis 12 abgefragt. Der Typ umfasst beispielsweise die Art des Aggregats 7 bis 12, dessen technische Leistungs- parameter und dessen Medienströme.

Sodann wird in einem Schritt S24 vom Optimierungsrechner 1 beim Anwender 5 abgefragt, mit welchen der bereits vorgegebe- nen Aggregate 7 bis 12 das nunmehr neu eingegebene Aggregat 7 bis 12 verknüpft sein soll. Es wird also abgefragt, welche Medienströme von dem neu eingegebenen Aggregat 7 bis 12 an welche der anderen Aggregate 7 bis 12 abgegeben werden und welche Medienströme von den anderen, bereits definierten Ag- gregaten 7 bis 12 entgegen genommen werden. Medienströme, die nicht anlagenintern verknüpft sind, werden als von außen be- zogen bzw. nach außen abgegeben gesetzt. Sodann wird in einem Schritt S25 abgefragt, ob diese Verknüpfung gemäß dem Schritt S24 starr oder flexibel sein soll. Wenn vom Anwender 5 eine flexible Verknüpfung gewünscht wird, wird vom Optimierungs- rechner 1 in einem Schritt S26 abgefragt, unter welchen Be- dingungen (z. B. völlig frei) welche Verknüpfungen erfolgen sollen.

Jedes Teilmodell ist eine vergröberte Darstellung des realen Aggregats 7 bis 12. Das Ausmaß der Vergröberung kann dabei stärker oder schwächer sein. Vorzugsweise wird daher in einem Schritt S27 noch abgefragt, mit welchem Teilmodell das neu vorgegebene Aggregat 7 bis 12 modelliert werden soll. Bei- spielsweise kann der Anwender 5 ein einfaches, ein kompli- ziertes und ein mittleres Teilmodell für jeden Aggregattyp wählen. Der Schritt S27 kann gegebenenfalls unmittelbar vor den Schritt S23 vorgezogen werden, da-je nach Ausgestaltung der Modelle-die Eingaben der Schritte S24 bis S21 komplexi- tätsabhängig sein können.

Vom Schritt S27 wird dann wieder zum Schritt S21 gesprungen.

Auf diese Weise ist eine-prinzipiell beliebige-Anlage 6 mit einer frei wählbaren Anzahl von Aggregaten 7 bis 12 rea- lisierbar, wobei darüber hinaus die Verknüpfungen zwischen den einzelnen Aggregaten 7 bis 12 starr und flexibel vorgeb- bar sind.

Bezüglich der Verknüpfung der einzelnen Aggregate 7 bis 12 untereinander ist es auch möglich, diese nicht beim Anwender 5 abzufragen, sondern als völlig flexibel anzunehmen. In die- sem Fall können die einzelnen Aggregate 7 bis 12 zunächst un- abhängig voneinander modelliert werden. Durch eine Modell- rechnung für die einzelnen Aggregate 7 bis 12 erhält man dann zunächst die zeitlichen Verläufe der Medienströme für die einzelnen Aggregate 7 bis 12 und deren Endzustände. Eine Bi- lanz der zeitlichen Verläufe der Medienströme aller Aggregate 7 bis 12 ergibt dann die zeitlichen Verläufe der von außen zuzuführenden Medienströme bzw. die zeitlichen Verläufe der nach außen abgegebenen Medienströme. Anhand des Beurteilungs- kriteriums K und der zeitlichen Verläufe der Medienströme mit Außenwirkung (von außen zugeführte und von außen abgeführte Medienströme) kann somit einer bestimmten Betriebsweise das Gütemaß M zugeordnet werden.

Vorzugsweise beinhalten die Betriebsparameter nicht nur Men- genverläufe für die jeweiligen Medienströme, sondern gegebe- nenfalls auch Qualitätsverläufe für die jeweiligen Medien- ströme. Dies ist für das Beispiel"Eisenerz"schematisch in FIG 6 dargestellt.

Gemäß FIG 6 wird zu einem Zeitpunkt to die Menge an Eisenerz, mit der die Sinteranlage 8 bestückt wird, beibehalten, die Qualität des Eisenerzes aber verringert. Unter der Vorausset- zung, dass alle anderen Medienströme unverändert bleiben kön- nen, steigt in diesem Fall das Gütemaß M an.

Das Gütemaß M ist umso größer, je besser die Anlage betrieben wird. Wenn beispielsweise-bei beibehaltenen sonstigen Para- metern-der Ausstoß der hüttentechnischen Anlage 6 an Fer- tigstahl steigt, steigt auch das Gütemaß M. Es ist gemäß FIG 7 aber auch möglich, dass das Gütemaß M steigt, wenn einer der nach außerhalb der Anlage 6 abgegebenen Medienstromver- läufe sinkt. Dies gilt insbesondere für die Materialströme "Schlacke","Abgase"und"Schadstoffe".

Oben stehend wurde ausgeführt, dass-insbesondere für Mate- rialströme-das Gütemaß M ansteigen kann, wenn ein Quali- tätsverlauf eines der Anlage 6 von außen zugeführten Materi- alstroms absinkt. Ein einzelner Parameter kann meist aber nicht für sich betrachtet werden. Hiermit korrespondierend wird in aller Regel auch mindestens ein weiterer Medienstrom- verlauf variiert. Insbesondere ist es gemäß FIG 8 möglich, dass bei einem Absinken der Erzqualität die benötigte Energie ansteigt, also einer der Energieträgerströme oder einer der Energieströme hiermit korrespondierend ansteigt. Je nach der Gewichtung der beiden Medienströme ist es dabei möglich, dass im Ergebnis das Beurteilungskriterium K besser erfüllt wird als zuvor, das Gütemaß M also ansteigt.

Selbstverständlich sind eine Vielzahl von Abwandlungen der oben stehend beschriebenen Erfindung möglich. Insbesondere ist es möglich, das mathematische Modell 4 unabhängig von dem korrespondierenden Optimierungsverfahren einzusetzen. Bei- spielsweise kann das Modell 4 isoliert im Rahmen einer reinen Prognose eingesetzt werden, also ohne automatische Optimie- rung. Dies kann insbesondere zum Testen bzw. Optimieren des Modells 4 als solchem verwendet werden. Auch kann die Opti- mierung-z. B. durch Vorgabe einer entsprechenden Auswahl durch den Anwender 5-abschaltbar sein. Ferner ist es mög- lich, die Ergebnisse an einen Bediener der Anlage 6 (= den Anwender 5) auszugeben, so dass dieser dann bei Bedarf in den Betrieb der hüttentechnischen Anlage 6 eingreifen kann. Durch die erfindungsgemäße umfassende Parametrierbarkeit sind das Optimierungsverfahren und das Modell 4 jedoch nahezu univer- sell einsetzbar. Dies gilt ganz besonders, wenn zusätzlich noch"Abwärme"als nach außen abgegebener Medienstrom berück- sichtigbar ist.