柳钢高炉生产过程自动化控制
Automatic Control • 自动化控制
Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 179
【关键词】高炉生产过程自动化控制
目前我国的钢铁工业在数量和质量方面
的发展要求，为高炉自动化技术的进一步发展
提供了机遇，也迎来了新的挑战。高炉自动化
控制也得到了飞跃的进步，基于电子信息技术柳钢高炉生产过程自动化控制
文/程巍1 樊向东2 张海峰1 潘智1
自“十一五”规划以来，随着国内生产技术的提高，钢铁设备和工艺水平得到了显著提高，尤其是采用了高炉生产过程的自动化控制。本文以柳钢对高炉生产过程中自动化的控制为基础，对高炉生产过程中自动化控制的工艺设备及控制系统配置进行了的系统的说明，并且对高炉生产过程中自动化控制的工艺流程及其特点做了详尽的分析，同时对炼铁高炉生产过程的自动化控制方法进行了钻研。摘 要的，如今主要是通过计算机直接对高炉炼铁生
产过程进行详细全面的管控，从而达到综合自
动化的水平。通过计算周期时间，得到每次生
产数据的平均值，然后通过数学公式，得出预
估值来对生产过程进行比较控制，这种控制就
称为“多级（元）控制”。在整个控制过程中，
通过参数化的电信号将高炉生产的参数输入到
电脑终端，从而进行计算调节。
1 高炉生产过程的自动化节制的工艺设
备及节制系统配置
1.1上料工艺及控制系统配置
高炉是一种高温持续产业，需要日夜不
间断持续运行的炼铁装备，按照不同的装备型
号，日产量也很不不异，有可达千吨至万吨。
产量如此之大当然需要有精确的称量、配料、
上料顺序和精湛的工艺作保障。之前是由人工
操纵高炉出产的各个环节，效力低下、质量差，
跟着计算机技术的成长，产业主动化已经是当
代产业出产的标记，上料的主动化成为了必定。
高炉生产过程的自动化控制中上料是经过框槽配料系统，包括振筛、称斗、称重、输
料皮带、除尘阀门五个重要组成，经由过程溜
槽倾角、溜槽回转角、料流调节阀开度三个绝
对值编码器反馈布料器位置状况。布料系统首
先是槽下体系起调节上料作用，装料入罐，并
开启炉顶装置，完成向高炉装料，然后依据设
定布料数据开始布料。将批料装入受料罐。装
料指定启动，放散阀起始卸压，开启上料闸，
上罐中的炉料就被装入下罐，此时装料完毕，
封闭上料闸，密封阀封锁，然后封闭放散阀，
此时探尺下降到料线深度提探尺的同时向下罐
均压，下料闸的开口大小就可以控制料流速度，
炉料均匀进入炉内。在这个过程中，为了保证
上料准确无误，系统对下面的信号进行了重点
参数处理：包括炉料（含炉料中的碳铁比，碱
度，氧化度，含铁量以及单位时间的铁量等）、
鼓风（包括风速，风量，湿度，风压，燃料的
喷吹量）、液相产物(包括生铁和炉渣的比例，
均一时间内的渣量和铁量，铁水温度及炉渣的
Ph度等)、气相产物（包括煤气的流量、温度，
煤气成分等）。
此外还通过计算机预测各种因素的变化，
＜＜上接１７８页
参数和逻辑，所以大修前后的控制参数和逻辑
并无差别，只是对控制系统进行了升级。根据
切换的参数变化情况和随后的静态试验结果，
笔者认为波动主要的主要原因是：
3.1单、顺阀下的总阀位流量特性偏差大
由图2可知，单阀切换为顺序阀时，总
阀位指令从78.50%降到60.00%。由图3可
知，顺阀切到单阀时，阀位指令从47.00%升
到71.00%。这说明在机组功率不变的情况下，
总阀位指令在单、顺阀方式下的流量特性曲线
偏差大。而正是这种偏差导致闭环PID调节作
用不能有效发挥，使得机组在切换过程出现功
率波动。
3.2调节阀的调节作用不稳定
除了设计和制造因素，调节阀所在管道
的长度和安装也会影响到其调节作用的发挥。
由于受多种因素影响，在大修后调节阀的调节
作用出现了不稳定的现象，表现出在某些阀门
区域没有调节作用，而在某些区域调节作用又
特别敏感。
3.3机组软、硬件升级带来的变化
在这次大修中，尽管对控制系统的软硬
件进行了升级，但阀门流量特性曲线的差异并
没有得到改善。在保留原来的设置参数和逻辑的情况下，机组软、硬件升级降低了功率控制
闭环PID的调节作用。
3.4参数设置和切换参数选择
负荷率设置同样会导致到负荷波动，负
荷率设置越低，PID的调节作用就越不易发挥，
对总阀位指令的影响就越小，继而出现负荷偏
差。在负荷率较低的情况下，如果参数设置
较低，那么机组在顺阀切换为单阀的过程也不
会出现较大的负荷波动。
3.5切换时间过短
本文的单、顺阀切换时间为250s，对阀
门本身的动作速度的要求较高。并且机组的流
量特性偏差较大，使得切换过程更难达到平衡。
笔者认为适当延长切换时间可有效降低单个阀
门的变换时间，这样更有利于闭环控制调节作
用的发挥，有利于功率的平衡。
4 结论及建议
电厂调节阀切换引起功率波动的主要原
因是流量特性曲线偏差大、调节阀的调节作用
不稳定、机组软硬件升级降低了功率控制闭环
PID的调节作用、参数设置较高或符合率过低、
切换时间过短。对此，笔者建议：通过阀门流
量特性试验确定阀门流量特性曲线，并据此对
DEH组态进行优化，从根本上解决实际流量特性与设计流量特性差别较大的问题；提升功
率控制PID的刷新周期，充分发挥功率闭环控
制PID的调节作用；在总阀位指令负荷平缓段、
低负荷、低参数下或在阀门全开的情况下选择
汽机负荷；增加阀切换设置时间，实现阀门变
化速度的减低，减低功率波动，比如把切换时
间由250秒增加至500秒，对于不能进行阀门
实际流量特性试验测量的机组极具实用价值。
总之，要综合运用多种措施避免功率波动，降
低功率波动的危害。
参考文献
[1]金子印,王党伟,刘加合.300MW汽机运
行中调节阀单阀与顺序阀切换问题[J].
汽轮机技术,2010,52(3):218-220.
[2]何映光,刘涛.汽轮机阀切换操作不当引
发的电网低频振荡分析[J].电力自动化
设备,2010,30(5):142-145.
[3]BrianNesbitt.阀门和驱动装置技术手册
[M].北京:化学工业出版社,2010.
作者单位
河北省电力勘测设计研究院 河北省石家庄市
050061网络出版时间：2015-02-26 16:26网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20150226.1626.026.html
自动化控制 • Automatic Control
180 •电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering从而调剂喷吹燃料的用量及湿度，以达到炉中
温度的控制。
1.2系统硬件配置
目前利用最广泛的高炉自动化控制硬件
操作是全PLC操作系统，利用工业以太环网
布局，形成了自动化控制系统硬件的基本布局。
通过网线连接着交换机，由总线继电模板和电
机驱动模板构成。由电磁阀对液压油路和气流
的走向进行调节，从而控制阀门的开或关是总
线继电模板。而里面整合了接触器，直接调节
电机的起和停，则是电机驱动模板的主要功能；其分为单向和双向两种，双向电机驱动模板调
节电机正向\反向起停，单向电机驱动模板只
能调节单方向的起与停。
1.3主要工艺控制及软件应用
高炉生产过程的自动化控制通过组态软
件系统实现，其中包括西门子PLC组态、AB
公示的RSLogix5000及参数配置、网络通行配
置、系统监控程序设计以及工程师站操作员站
人机界面设计。在西门子WINCC和AB公司
Factory Talk View组态监控界面下，下位机监
控和PLC组态及参数配置均可完成，且功能
丰富、方便使用，如软件仿真测试可以大大缩
短调试时间。梯形图、功能图是高炉和热风炉
的两种程序，不同的控制流程选择不同的编程
方式。
2 自动化控制在高炉生产过程的方法
2.1原料系统自动化在高炉生产过程中的控制
高炉生产过程的自动化调节通过设计原
则联合经验与技术，以计算机调节监控系统达
到自动化控制。其中的处理方式包括计算机收
集和处理数据以及记录和反应图形。计算机系
统就对原料系统进行控制应用较早，也处于相
对成熟的阶段。其主要过程就是将每次实际加
入的原料数据记录下来，减去排料后的剩余值，
得到每次装入高炉的实际值，这样以后与之前
的给定量做比较，下一次装入的时候就予以补
正。
具体步骤分以下几点：自动校正下次称
重质量，通过卸空称量与满装称量后计算机的
读取，这样再次卸空漏斗后计算机会显示为零
值；负荷传感器测定称料漏斗中原料称量值，
然后对实际称量值和卸料设定值进行磁力比
较运算，当实际值占卸料设定值的95%，计
算机发出供料指令进行减速供料操作，达到
100%时，计算机发出停止指令，显示满，超
过100%但是供料设备没有停止运行时，计算
机发出105%的紧急停运信号；等到称料漏斗
放料完成，空信号发向计算机，计算机发出信
号关闭料斗阀门，启动斜仓给料器，发出放料
指令，按照规定开始操作。
高炉生产过程中原料系统自动化的控制
就是这样通过预先计算确定原料给定值，从而
进行准确无误的给料称料控制。2.2热风炉自动化在高炉生产过程中的控制
高炉生产过程中热风炉自动化的控制系
统是通过确定最佳的换炉时间，同时保持最佳
燃烧状态，分析燃料的废气成分、湿度、高炉
顶部湿度等，通过计算机计算自动启动调节燃
烧空气和煤气量来实现。
高炉生产过程中热风炉自动化的控制系
统中一般包括三座热风炉，且有一定的工作周
期。在每一个工作周期内，热风炉炉内温度循
环性变化。随着送风时间的延长增加，风的温
度会降低。通过减少送风时间，可迅速达到稳
定阶段，从而缩短了燃烧时间。所以，合理地
设置燃烧控制系统和换炉控制系统是充分发挥
热风炉控制系统的潜力，增加储热本领、提升
风温，保证热风炉设备安全，提高热效率、降
低能耗的关键所在。
2.3自动化自控在高炉生产过程中的控制
高炉生产过程自动化自控系统中，气体、
液体、固体的相互化学反应使得炉内生产过程
相当复杂，而且每一个过程有一段相当长的时
间过程，在此过程中原料的质量会发生上下波
动，种种因素给高炉自动化自控带来了相当的
难度，因而相较高炉生产过程中自动化控制中
相对成熟的原料系统自动化的控制和热风炉自
动化的控制，高炉生产过程中自动化自控系统
显得并不是十分成熟。计算机对炉体的监控，
对高炉操作数据的收集和显现，对炉况的操作
指导和调节是现如今使用的降低设备故障导致
过程的变化给产品带来的干扰的主要控制功
能。控制输入的大量参数表化，准确的测量出
可控参数，减少很多不可控参数以及未知变化
对产品的干扰。
开环控制调节和闭环控制调节是自动化
控制系统两个重要控制方式，两者有本质的不
同之处。计算机操作人员进行操作，这个过程
中计算机不接受自动化控制的各种调节和反
馈，直接按照操作人员的意图进行，或者计算
机之显示和打印，不参与控制系统，直接由操
作人员；这种操作就是开环控制调节。而闭控制调节是计算好几对测试的结果进行计算后执
行控制方案，计算机自行完成高炉参数的变化
与检测，比较和判断后启动合理的控制方案，
此过程中不仅打印结果数据，还直接对反馈信
息进行炉况调节，从而保证高炉高效的生产。
图1是炼铁厂计算机对各高炉实时监控报表。
3 结束语
通过对当前高炉生产过程的自动化控制
中高炉自动化控制的工艺设备及控制系统配置
的相关了解以及对高炉生产过程自动化控制的
工艺流程及其特点、生产过程的自动化控制方
浅析炼铁高炉的自动控制系统
Computer automation 计算机自动化
浅析炼铁高炉的自动控制系统
高永强
摘要：随着我国经济的不断发展，社会生产对于钢铁材料的需求也在逐年不断增加。钢铁行业作为我国的重工
业，在钢铁行业的发展过程中，传统的炼铁高炉控制系统
已经不能满足实际的工作需求，为有效推动我国钢铁企业
产能和产品质量的提高，为钢铁行业的发展能跟上时代的
步伐，本文将主要对高炉工艺及炼铁高炉的自动控制系统
概述，来进一步分析炼铁高炉的自动控制系统的应用要点
和组成。
关键词：炼铁；高炉；自动控制系统
众所周知，炼铁是钢铁材料生产过程中的核心部分，
而随着我国科学技术的不断发展，人们对钢铁企业的产品
质量和生产能力也提出了更高的要求，传统的生产模式已
然不能符合时代的发展需求，炼铁作为钢铁企业生产过程
中不可忽视的重要环节，在钢铁企业的炼铁生产过程中只
有保障高炉的高效运行和不停滞状态外，相关的工作人员
还需注意高炉生产过程中的高温和工艺的复杂性，为提高
运行的效率和保障生产的安全，钢铁企业应当重视对炼铁
高炉自动控制系统的应用。
1 高炉工艺及炼铁高炉的自动控制系统概述1.1 高炉工艺概述
高炉运行时通过将焦炭和铁矿石球团混合在一起，并
通过氧化还原反映生成生铁和其他的物质，其具体的操作
是从装料开始，将炉料从炉顶装入高炉内，然后将热风炉
加热到1000℃以上，让热风通过鼓风机形式送入高炉,再
经过燃烧的焦炭形成高温的还原气体后将加热缓慢下降
的炉料，还原铁矿球团后成铁。另炉内得铁矿石到达一定
的温度时,还会熔化成铁水滴落，这时铁矿石中的其他物
质转化为铁渣，形成铁渣分离的状态。
1.2 炼铁高炉的自动控制系统概述
自动控制系统是指其运行主要通过PLC控制系统、
监控仪表、远程控制系统、电气系统等对企业的生产进行
自动化控制的过程。在钢铁企业的发展过程中，当前所有
大型现代化炼铁高炉都是通过应用仪表检测控制系统、电
气自动控制系统和计算机监控管理系统来实现高炉的自动控制炼铁生产，其中仪表检测控制系统和电气自动控制
冶金行业自动化控制系统解决方案
冶金行业自动化控制系统解决方案
冶金行业的自动化控制系统是指通过计算机技术、通讯技术、控制技术等将冶金生产过程中的各个环节进行集成和优化，从而提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性的技术手段。下面将提供一个1200字以上的冶金行业自动化控制系统解决方案。
冶金行业的自动化控制系统解决方案主要包括以下几个方面：
1.生产过程的优化控制：通过对冶金生产过程中的各个环节进行监控和管理，实现生产参数的自动调节和优化。例如，在高炉炼铁过程中，可以通过自动化控制系统对原料的投入、温度、氧气含量等参数进行实时监测和调节，以保持炉内的最佳工艺状态，提高冶金过程的效率和质量。
2.能源管理系统：冶金行业是一个能源消耗较大的行业，因此合理利用和管理能源对于提高生产效率至关重要。通过自动化控制系统可以对冶金生产过程中的能源消耗进行实时监测和管理，并通过数据分析和优化算法提供相应的节能方案。例如，在钢铁炼钢过程中，可以通过自动化控制系统对炉温、电力消耗、燃料消耗等参数进行实时监测和分析，以实现能源的最优利用。
3.质量控制系统：冶金产品的质量对于企业的竞争力和市场地位至关重要。通过自动化控制系统可以实现对冶金产品生产过程中的各项指标进行实时监测和控制，确保产品质量的稳定和一致性。例如，在铸造过程中，可以通过自动化控制系统对铸型温度、冷却速度等参数进行实时监测和控制，以保证铸件的质量。
4.安全监控系统：冶金行业是一个高温、高压、有毒有害的生产环境，安全生产至关重要。自动化控制系统可以实现对冶金生产过程中的各项安全指标进行实时监测和报警，并对危险环境和设备进行监控和管理。例如，在高炉炼铁过程中，可以通过自动化控制系统实时监测炉压、炉温等参数，并在出现异常情况时自动报警和采取相应的安全措施。
5.远程监控和管理系统：冶金生产通常分布在较大的区域范围内，通过自动化控制系统可以实现对各个分散的生产设备和生产线进行远程监控和管理。例如，通过远程控制中心可以对距离较远的生产设备进行远程操作和调节，提高运行效率和管理水平。
高炉自动控制系统技术方案
高炉自动控制系统技术方案
1 450m3高炉自动控制系统技术方案
第一章 方案综述
1、概述
1.1 系统范围：
该系统范围为高炉基础级自动化三电控制部分，即：仪表、电气、计算机。主要有：槽下高炉上料、炉顶控制系统，高炉本体测控系统，热风炉控制系统，煤气干式净化控制系统，供料控制系统，系统网络通讯等系统的基础级自动化控制。
1.2 设计选型原则
（1） 尽量采用先进、成熟、可靠的控制技术，本着经济实用、安全可靠及先进的原则，集多年冶金自动化系统设计、维护之经验,进行系统优化设计，实现低成本、高效率自动化系统；
（2） 采用三电（EIC）一体化控制，主体工艺采用三电合一（EIC）的控制思想，实现仪表、电气及自动控制系统的集成控制。系统采用集散型PLC实现分布式网络控制，确保系统运行稳定可靠；
（3） 为确保系统具有良好的匹配性，PLC系统、电气及标书内的仪表设备分别尽量选用同一厂家产品；
（4）上位机、PLC之间的通讯采用工业以太网结构，确保系统具有良好的开放性；
（5） 方案设计充分考虑节能降耗，减少电磁干扰，提高系统的稳定性；
（6） 在完成基础级自动化的基础上，统一规划网络结构，预留与企业管理级系统的通讯接口。
高炉自动控制系统技术方案
2 对于本项目共分为高炉本体、高炉炉顶上料、热风炉、煤气干法除尘、供料控制系统等五个部分，涉及到仪表、电气和PLC自动化系统等三个方面。
2、PLC系统配置
PLC控制系统由4套单独PLC构成，按工艺流程分：槽下上料、炉顶布料系统；高炉本体工艺参数采集和控制系统；热风炉数据采集与功能控制系统；煤气净化系统；上料系统、高炉本体系统、热风炉系统的PLC以及各自的监控站通过工业以太网连接在一起。
热风炉PLC 本体PLC
上料PLC 热风炉监控站 本体监控站上料监控站
除尘监控站除尘PLC 热风炉操作室 炉长操作室 高炉自动控制系统技术方案
高炉自动化控制系统
・数控技术・
高炉自动化控制系统
吴世亮陈宁 （唐钢自动化公司炼铁厂高炉维检中心河北唐山０６３０００）
摘要：高炉控制系统主要包含高炉本体控制，给料和配料控制、热风炉控制，以及除尘系统控制等。高炉炼铁自动化控制 系统就是保证炼铁生产过程的连续性和实时监控性，进而保证高炉操作。 关键词：高炉 自动化 控制系统 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２０１１）０３—００１３一【Ｊ２
高炉自动化控制系统具有组成设备多、
位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环
境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点，
基于ＰＬＣ的高炉控制系统，在考虑高炉炼铁 系统特点和要求的基础上，充分利用了ＰＬＣ
可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、
易于使用等方面的优势，给出了针对性强和
个『生化的解决方案。
１．系统设计
高炉控制是集机械、电气控制和计算机
应用为一体的技术，采用以ＰＬＣ为核心的， 集中与分散相结合的自动化控制系统，系统
由１个中央控制室和上料系统、高炉本体、热
风炉、除尘等四个控制站组成，通过高速１００
Ｍｂｐｓ光纤工业以太网进行数据通信，自动
化过程监控系统的布局及网络结构如图１。
料批控制程序及选仓配料控制、料流调节阀
开度控制及？留槽倾动和转动控制为重点；料 车卷扬、探尺卷扬、布料器倾动上料系统、热
风、布袋除尘，既要满足基本工艺要求，还要
满足设计提出的工艺要求。
为了适应工艺操作，在各控制站设槽下
及上料操作站、高炉本体操作站、热风炉操 作站和布袋除尘操作站。所有的数字量输出
点都采用继电器与外部设备进行电气隔离， 模拟量输入输出信号都采用带光电隔离的
模块。 １．１通信网络 对于高炉自动化控制系统而言，自动化
系统主要由二级控制系统和二层通讯网络
构成。这样的系统布置也是为了在生产的过
程中保证系统的完整性和合理性，确保系统 自动运行。整个通信系统使用的是工业以太
自动控制在高炉生产中的应用
应 用 技 术 詈 ■—●馕皇 生水灾事故．保证能够快速及时地撤离到安全地带；管理好 生产地区的疏水钻孔和排水设备，保证排水设施的正常使 用：现场施工人员认真观察水文变化情况，发现有挂红、挂 汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、煤 壁片帮、底板鼓起或产生渗水、水色发浑、有臭味等出水征兆 时．必须停止作业，采取措施，立即报矿调度室，发出警报，撤 出所有受水威胁地点的人员。同时，做好防水闸门的日常管 理工作 雨季前进行一次水闸门关闭试验．发现问题立即处 理 防水闸门的所有关闭工具及零配件存放在井下专用工具 箱．由机运队指派专人保管，不得挪用或丢失。做好供电、防 排水设施的维护保养工作．确保井下主要排水设施的完好及 安全运转。 五、防探水手段 １．巷道掘进防治水手段。巷道掘进的防探水手段以钻探 为主、物探为辅 …对于已经提前进行了底板预注浆加固的工作面巷道 掘进时（沿空掘巷），经公司审批后，可不再采取超前物、钻探 措施．巷道可以直接掘进。 ｆ２１对于没有进行过底板预注浆加固的工作面巷道掘进 时．除采用直流电法超前探测外．还必须采取底板超前钻探 手段 超前物探一般探测距离为６０ ｍ：底板超前钻探一般布 置２个孔（两帮）．终孔位置控制在巷道两帮外２０ ｍ处，探查 距离为１００ ｍ～１３０ ｍ．终孔层位为本溪灰岩底板下１ ＩＴＩ～２ ｍ ｆ兼注浆孔）。物探、钻探超前距确定为２０ ｍ，超前孔施工过程 中见水早或水量较大（大于１００ ｍＶｈ）时再施工超前加密孔， 对前期超前孔注浆效果及超前孔的水文地质条件进行检查、 补注浆。底板超前探查孔注浆结束后．采用钻机沿煤层打超 前探构造孔．孔深一般为８０ ｍ～１１０ ｍ（掘进范围）。超前探构 造孔发现前方层位不正常或超前探构造孔发现前方存在地 质构造异常时．再施工一个顺巷底板超前探查孑Ｌ进行预注浆 加固．以防构造受掘进扰动影响发生应变形成潜在导水通 道。 物探超前探测前．要创造良好的施工环境．不能有浮煤 （渣）、积水，否则停头处理，确保物探探测精度。 巷道掘进每隔１００ ｍ １５０ Ｉｌｌ施工一个顶板大青探查孔 掌握大青灰岩水量、水质特征，并进行水质跟踪分析，发现水 量、水质异常时要分析巷道周围水文条件．通过侧向物、钻探 手段查明原因进行处理 ２．工作面回采防治水手段。回采工作面圈定后．必须采 用综合探测（物、钻、巷探）技术，查明工作面内部隐伏地质构 造的位置、范围及含导水性。坚决做到构造控制不严不生产、 含导水性不清不生产、含水构造未处理不生产、下伏本溪灰 岩整体注浆改造不彻底不生产。对已查明的含导水陷落柱、 断层、导水裂隙带等构造，严格按《煤矿安全规程》《矿井水文 地质规程》的有关要求采取措施进行处理。工作面回采过程 中要加强地质观测分析．以防物探遗漏或解释不合理构造存 在造成的水害事故发生。工作面回采过程中加强水文地质观 测及分析，及时掌握采面涌水量及水质变化特征．发现异常 立即停止回采．待查明原因后采取补注浆措施进行处理 同 时为了减少采后出水．积极探索工作面采后注浆工艺及技术 手段．降低矿井无效排水费用 （作者单位：葛泉矿东井钻机队） ７４曩丑 舀２０１０￣９ 懿 豢 囊 饕 ， 莅 李瑞杰 现代高炉的生产中，为了高炉优产、高产， 同时还要保证设备的正常运行．越来越多 的自动控制系统被应用到高炉生产过程 中．这些自动控制系统帮助人们解决许多以前不能解决的难 题，提高了高炉的利用系数，减少了设备事故的发生，给高炉 生产带来了巨大的经济效益 高炉生产过程中主要的控制对象包括：装料自动控制、 布料自动控制、送风自动控制、炉顶煤气的检测和控制、渣铁 参数检测、炉况自动控制、高炉的计算机管理及高炉炉体设 备管理 １．装料自动控制：为保证高炉冶炼过程正常进行．必须 使炉料保持一定的高度 一般采用探料尺在垂直方向周期地 从炉顶探测料面高度和炉料下降速度（采用微波式的或激光 式的探料尺可连续探测）。当炉料低于规定料面高度时，上料 系统开始装料 机械式探料尺和上料系统采用无触点的程序 控制器或可编程序控制器控制。为了提高装料的精度，广泛 采用小型计算机控制炉料重量．并把每次实际装入漏斗的原 料数量记录下来，求出与装料规定量之差．在下次称量时自 动给以补正。计算机控制装料还可将单位时间内各种原料的 给定量、总重量、水分含量、各原料仓的库存量等装料数据打 印制表 ２．布料自动控制：高炉料面的Ｍ型分布是否匀称．直接 影响炉内气流分布和炉况反应 现代化大型高炉的炉喉直径 超过１０ ｍ，若炉内反应不均匀。炉料下降速度不一致．料面 便会偏斜，因此需要用布料装置来控制料面形状。一般用固 定式探料尺检测料面高度．并用程序控制器或微处理机控制 布料。钟阀式炉顶通过改变炉料批量、料面和装料顺序．无钟 炉顶通过改变旋转溜槽的倾角和旋转方式来实现自动布料 布料控制中的关键问题是料面形状检测．一种方法是在炉喉 圆周的６个位置装设固定探杆．吊有重锤的金属链条在炉喉 不同的半径处从探杆上下垂到料面．根据其下垂长度测出料 面的轮廓，每测一次需一分钟。测量精度约为￣５０毫米。另一
高炉上车上料自动控制系统
高炉双车上料自动控制系统 摘 要： 主卷扬控制系统是保证高炉正常连续生产的关键设备之一。在炼铁高炉的生产中，主令控制器是卷扬最为关键的核心控制设备，一旦上料的主卷扬发生故障维护及调整非常麻烦，将直接导致整个炼铁高炉生产的停滞，造成高炉上料中断，给炼铁生产带来重大经济损失。高炉炼铁生产过程的自动控制程度的高低，直接制约着铁水的产量和质量。因此高炉主卷扬是高炉炼铁的重要环节之一。高炉上料卷扬系统是炼铁生产中的关键设备，主要作用是将炼铁所需的各种原料源源不断地送到高炉内，保证高炉炼铁的正常需要，考虑到上料的速度、设备的备用要求等诸多因素，目前普遍选用单筒双电机双料车的卷扬系统。本文将对此进行分析和讨论。 介绍了在采用PLC和变频器实现高炉主卷扬料车常规控制的基础上，利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现料车的精确位移控制的智能主令控制器的应用情况。改变了原有用LK系列的机械式有触点主令故障率高的缺点。通过PLC程序设计实现料车加减速换速信号、到位信号的数字控制，提高了系统的可靠性和位置精度控制。本设计是基于PLC控制、组态软件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统，而系统以PLC控制为核心。本设计为4种原料的配料系统，PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300和施耐德ATV71变频器。PLC程序的开发以西门子公司的Step7作为软件平台，采用了面向对象的程序设计技术，模块化的设计，从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。 关键词：主卷扬，料车，上料，可编程控制器，位移智能主令控制器
Abstract Hoist the main blast furnace control system is the guarantee forthe normal production of one of the key equipment. Blast furnace inthe production of the main winch controller is the core of the mostcritical control equipment, once the main winch on the expectedfailure of maintenance and adjustment is very troublesome, willlead directly to the blast furnace production of stagnation,resulting in BF Feeding disruption to the production ofiron-smelting result in major economic loss. Iron making blastfurnace production process of high and low degree of automation，molten iron directly restrict the quantity and quality. So the mainblast furnace blast furnace iron making winch is one of theimportant links. BF expected winch system is the key to theproduction of iron-smelting equipment, primary role is toiron-smelting of raw materials required to continue to blastfurnace, the blast furnace iron making guarantee the normal needs，taking into account the expected rate, Equipment reserverequirements and other factors, generally selected Dandongdouble-double motor vehicle winch system. This article will conductanalysis and discussion. On the PLC in a blast furnace and converter to achieve the mainwinch control of conventional cars expected on the basis of arotating encoder pulse a position feedback, expected to achieve theprecise control of the displacement of the main controller of thesmart application. LK used to change the original series ofmechanical contact with the main shortcomings of the high failurerate. PLC program designed to achieve through the expected slowdownfor cars and speed signals, the digital control signals in placeand improve system reliability and location accuracy control. Thedesign is based on the PLC control, configuration softwaremonitoring display, Drives governor of BF ingredients automaticcontrol system, and PLC control system as the core. The four kindsof raw materials for the design of the batching system, PLC,Siemens converter for the S7-300, SchneiderATV71.Feeding the ACdrive system using the Siemens 6 SE70 vector-type converter and PLCcombination to achieve. PLC program to the development of theSiemens Step7 as a software platform, using the object-orientedprogramming techniques, modular design, so that the system has goodportability and maintainability.
浅析炼铁高炉的自动控制系统 2
浅析炼铁高炉的自动控制系统
随着科学技术的不断发展进步，人们对钢铁的产能与产品质量要求也一直在不停的提高，这加速了钢铁行业的快速发展。文章主要是对高炉的电气自动化控制系统进行介绍，首先对高炉生产工艺进行了简介，其次对高炉自动化过程控制系统进行介绍，之后分别对高炉本体控制系统、高炉传动控制系统、热风炉控制系统、自动控制系统的监测与控制进行浅析介绍，最后结论是高炉炼铁采用电气自动控制系统增强了钢铁企业的竞争力，能够为社会和企业带来巨大的效益。
标签：炼铁；高炉；电气自动化控制
1 概述
随着科学技术的不断发展进步，人们对钢铁的产能与产品质量要求也一直在不停的提高。众所周知，在钢铁生产过程中，炼铁是核心部分，高炉的出铁产能和铁水质量关系到下游成品钢材的产量和产品质量，因此高炉运行情况是钢铁生产中至关重要的环节。在生产过程中，高炉炼铁不能出现停滞情况，需要一直连续作业，同时，高炉生产温度高、生产工艺复杂，需要配套的电气自动化系统对整个高炉生产进行操作控制。高炉电气自动化控制是在无人直接参与的状态下，运行仪表检测和自动控制手段对一些机械设备进行工序过程控制。目前，大型现代化高炉全部是使用仪表检测控制系统、电气自动化控制系统以及计算机监控管理的过程控制来完成高炉生产。仪表检测控制系统和电气自动化控制系统通过DCS或PLC系统完成。
2 高炉工艺简介
高炉可将铁矿石球团与焦炭混合，通过氧化还原反应生成生铁与其他产物。高炉炼铁在炉料由上而下，煤气由下而上接触反应，是个连续的生产过程。炉料从炉顶装进炉内，将从热风炉加热到1000°C以上的热风从进风口由鼓风机送入高炉内，炉料内的焦炭进行燃烧，生成高温的还原性气体，并加热缓慢下落的炉料，还原铁矿石球团，变为铁。铁矿石上升到一定温度后，铁水熔化滴落，铁矿石中其他物质变为铁渣，实现渣铁分离。上升的煤气流将热能传导至炉料，温度降低，形成高炉煤气。
3 高炉自动化过程控制系统
浅析炼铁高炉生产过程的自动化控制
浅析炼铁高炉生产过程的自动化控制
摘要：在以往高炉炼铁生产中，各方面信息数据的采集工作难度都相对较大，这就给管控工作造成了复杂性，容易因为信息数据采集不及时而造成控制失误，影响炼铁高炉生产的效率和质量。但是通过应用自动化控制系统就能够实时进行炼铁高炉生产等各方面信息数据的采集，有效促进生产效率和生产质量的提升。
因此，文章就对炼铁高炉生产中的自动化控制进行了探讨分析，以供参考。
关键词：炼铁高炉；生产；自动化控制
1炼铁高炉生产工艺分析
炼铁高炉生产中的过程系统自动化控制要从监视和控制两个方面进行，过程系统自动化控制时采用计算机监控系统对高炉生产过程进行监视，同时该系统还控制着高炉生产的过程，完成数据采集、数据处理以及后期的显示和记录工作。计算机监控系统在过程系统自动化控制中选择了分散控制、集中操作的方式，高炉自动化控制中配置有液晶屏主机操作，操作人员直接在液晶屏上集中操作参数控制，就可以完成炼铁过程中的高炉控制，体现出计算机监控系统在数据处理方面的优势。例如：某炼铁企业中专门对高炉生产过程进行了改造，在高炉生产中引入了自动化控制系统，采用PLC芯片进行过程控制，整个PLC自动化控制系统概括了原料系统、热风系统和生产过程系统的控制工作，把这三个独立的系统关联起来[1]，基于计算机监控系统和PLC的自动化控制系统的结构可以分为三个层次：①炼铁高炉生产过程自动化控制的现场层次，以设备气动机构为控制对象，现场控制好气动机构中的仪表，同时控制好伺服机构，把控好现场设备的运行。②基础层次，深加工处理炼铁高炉中的数据，以此来保障炼铁高炉的自动化。③控制层次，这个层次运用计算机分析自动化控制系统中的数据，控制好整个高炉的生产。
2炼铁高炉电气自动化系统的基本设置 在当下电铁高炉电气控制系统中，基本都会采取开放式的电气自动化控制系统。同时结合当下具体系统设计和应用情况来看，在进行电气自动化控制系统的设计时都是围绕高性能、高性价比的原则来进行相关系统设计，这样既能够满足高炉电气控制的目标，并且还可以降低系统成本。电气自动化控制系统能够有效促进炼铁高炉生产中控制操作流程科学性、系统性和规范性的进一步提高，有效保证产品质量和提高生产效率。由于高炉上各项设备设施都是分开分布的，所以在具体系统构建时需要结合具体情况，缩短控制线路，这样既可以减少电缆、网线的使用量，并且能够降低运维难度。在具体的高炉电气自动控制系统构建时，要合理设置网络分层结构，有效串联主系统和各子系统，围绕中控中心，再把相关监测设备、PLC装置都融入到系统中，使电气自动化系统在运行操作时，能够利用局域网将各传感器、PLC所采集到的信息数据传输和保存到主控计算机中，这样高炉生产管控人员就可以结合相关生产参数来完成对高炉各项参数发展趋势的预测和生产决策的制定实施，进而完成对高炉生产的自动化管控[2]。同时为了保证各相关设备在运行中的安全稳定，需要根据其特点配置相应的冗余设备，比如处理器核心冗余，这样即便主控模块出现问题，备用模块也可以迅速反应，保证高炉生产控制的稳定有序。
柳钢转炉厂方坯连铸机全自动出坯功能的实现
柳钢转炉厂方坯连铸机全自动出坯功能的实现
柳钢转炉厂方坯连铸机全自动出坯功能的实现
【摘要】本文介绍了柳钢转炉厂方坯连铸机全自动出坯功能的设计思路、控制流程以及生产应用效果。
【关键词】方坯连铸机；铸坯；全自动出坯
1 项目概况
柳钢转炉炼钢厂目前共有6台方坯连铸机，产能规模约500万吨钢，原方坯连铸机工艺控制流程包含：大回转台自动浇注钢包钢水到中间罐车；中间罐车的塞棒自动控制实现结晶器恒定液面浇注铸坯；结晶器的液面自动控制实现拉矫机自动恒拉速拉钢；红外定尺系统实现自动定尺切割铸坯；切割完好的铸坯经过运输辊道自动送坯到出坯冷床区域；在出坯冷床区域经过人工手动操作翻钢机翻转、移钢机移动铸坯来完成出坯。实现方坯连铸出坯区域的全自动出坯功能是提升方坯连铸机全自动化装备水平的一个瓶颈问题。根据转炉厂的发展需求：提升连铸机自动化装备水平，规范标准化操作。实现方坯连铸出坯区域的全自动出坯功能势在必行！
2 全自动出坯功能的实现及其应用
2.1 设计方案
为了实现出坯辊道区域全自动出坯功能，根据现场环境、现有设备、控制流程、铸坯热装要求等等因素，确定设计方案：
（1）在连铸机出坯辊道区域实现对铸坯进入冷床、完成翻转信号的检测与判断。
（2）根据各个流次的铸坯到达冷床的先后顺序进行排列组合，使翻钢机按顺序依次进行周期性自动翻转铸坯。
（3）根据生产要求、铸坯热装工艺，设备承受状况等因素，移钢机按设定两个周期进行自动循环推动铸坯完成出坯任务。
2.2 铸坯进入冷床的检测
对每一流的铸坯进入冷床的情况进行检测通常我们采用的一些安装在现场的感应开关、光电开关等元器件来实现，但是由于现场环境温度高、水汽大等因素这些元器件寿命很短、引发故障率高。通过几次元器件的改造换型后，我们采用了非接触式铸坯检测系统来判定每一流铸坯到位情况。非接触式铸坯检测信号具有：准确率高、故障率低、使用寿命长等方面的优点。
高炉热风炉自动化系统燃烧控制探究
高炉热风炉自动化系统燃烧控制探究
摘要：高炉热风炉在运作过程中需要使用大量的煤炭资源，主要是通过燃烧煤炭转换为热量，达到工业生产制造的基本要求。本文当中主要结合了高炉热风炉传统燃烧控制工作中存在的不足之处，探究如何依托自动化系统的优化设计工作来解决燃烧控制难题，目的是带动相关行业经济的长远健康发展。
关键词：高炉热风炉；自动化系统；燃烧控制；节能理念
热风炉是在金属冶炼行业中经常使用的一种基础设施，该设备的燃烧效果将决定冶炼工作的效率及经济效益。因此，很多企业都在积极研究如何改造热风炉，并会着重研究使用科技手段开展燃烧控制工作，目的是提升操作的灵活性和便捷性，降低操作难度和操作风险。
1.高炉热风炉燃烧控制工作的现存问题
1.1成本相对较高
传统人工手动开展燃烧控制工作，会浪费大量的时间和精力，这是增加工作成本的主要原因。目前，虽然有企业正在尝试引进自动化技术，但由于相关技术处于起步阶段，仍然需要投入大量资金才能发挥技术的使用价值。因此，如何科学控制成本，保障企业的经济效益，是新时期落实热风炉燃烧控制工作的关键着力点，需要企业提高重视度。
1.2精细化程度不足
以现阶段高炉热风炉的常规燃烧控制工作情况来看，可能会因为煤气燃烧过程中压力、热度的变化，导致炉内燃烧效果受到不良影响。此时，炉子的热能储备不充分，就会影响送热工作的质量，出现不均匀受热的问题，不利于工业冶炼工作的有序开展。基于此，开展精细化的燃烧控制管理工作，是技术人员在新时期的研究重心。这需要保证人才具有专业理论知识和创新意识，能够不断从以往工作中总结经验，找到顺利弥补燃烧控制工作精细度不足问题的方法。 1.3数学模型较为复杂
在计算燃烧数据时，技术人员通常会为高炉热风炉的实际燃烧过程建立数学模型，通过对模型的优化分析，研究提升燃烧控制效果的方法。然而，基于传统数学模型建设步骤较为复杂、难度高，无法及时通过模型分析工作获取有效的燃烧控制信息。在燃烧安全管理和质量控制环节上，出现了信息传递滞后性的问题。针对这个情况，目前各个企业都在尝试引进现代化技术、设备，构建自动化管理系统，希望可以智能完成数学模型的建设和应用管理工作。