高炉生产自动配料控制系统

所属分类：电子论文阅读次时间：2020-04-09 10:58

本文摘要：摘要：钢铁行业在我国工业生产不断加速的过程中实际的需求量在不断增加，在我国的国民经济发展过程中也发挥出了重要的作用，高炉是钢铁生产工艺中非常关键的一个环节，而高炉质量在很大程度上取决于烧结矿的质量。在当今社会科学技术不断进步的前提下，高炉

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　　摘要：钢铁行业在我国工业生产不断加速的过程中实际的需求量在不断增加，在我国的国民经济发展过程中也发挥出了重要的作用，高炉是钢铁生产工艺中非常关键的一个环节，而高炉质量在很大程度上取决于烧结矿的质量。在当今社会科学技术不断进步的前提下，高炉生产配料控制的自动化需求也在不断的提升。在文中的研究过程中，主要是针对高炉槽下配料控制系统中利用PLC控制实现自动化进行了探讨。希望能够对高炉生产自动配料控制系统的自动化发展起到一定的帮助。

　　关键词：人机界面;现场总线;槽下配料;PLC

自动化系统

　　0引言

　　在当前社会经济不断的发展前提下，钢铁行业近几年来也迎来了飞速的发展，在钢铁企业的生产作业过程中炼铁高炉是非常重要的一个生产过程，保障炼铁高炉的正常生产对钢铁企业的生产效益提升有极大的促进作用;高炉的生产系统中，槽下配料系统是非常重要的一个系统，在槽下配料系统运行过程中实现自动化对钢铁的生产能够发挥出非常重要的作用。在我国的钢铁高炉槽下配料系统自动化中，DCS主导的分散控制系统一直以来应用比较广泛。

　　1高炉配料自动化系统需求分析

　　1.1生产效率提升

　　高炉的槽下配料能力在很大程度上直接决定了高炉的实际生产能力以及冶炼的强度，在传统人工或者半自动的配料方式下，高炉生产效率的提升在很大程度上都必须要依赖个人的经验;但是这种模式下，很难保证不同操作岗位的操作人员能够满足生产实际的设计要求。在当今计算机技术不断的发展去前提下，高炉的配料系统自动化或者半自动化操作的需求都在不断的提升[1]。

　　1.2实现生产事故、故障快速处理

　　钢铁企业的槽下配料系统通常情况下分布都比较分散，如果在传统的控制模式下，操作人员在实际的设备维修保养过程中缺乏基本的便利性，而且还存在较大的安全隐患;钢铁行业的高炉系统在实际应用过程中不乏事故伤人、亡人案例。但是针对高炉生产设置了配料管理以及控制系统后，使得操作人员仅仅需要在操作室内按照CRT屏幕的显示就能实现对设备运行状况的实施监测，设备状况的查询、运行状况调整等只需要通过操作鼠标、键盘即可，这样就能让高炉设备的维护保养工作量得到有效的控制，而针对复杂的状况，还可以利用网络实现远程专家支持，相关的技术人员通过利用各种专业信息进行汇总分析就能找出合理的解决方案，实现故障或者事故的快速处理，进一步提升了高炉的生产作业效率。

　　1.3设备信息自动化、网络化

　　在当今的生产过程中，必须要求值班工长能够实现对高炉进料状况以及设备实际的运行状况进行全面的了解，针对不同的生产作业环节也提出了更加有效的处理方法，这样才能充分保障高炉的正常生产作业;另外，还可以充分利用企业的各种管理软件来实现对企业物流情况的全面分析，实现企业生产作业效率以及生产结构的进一步优化[2]。

　　针对高炉槽下配料系统可以充分利用PLC系统来实现高效的生产管理。PLC控制系统在高炉配料生产系统中的应用能发挥出以下优势：①充分利用企业局域网络或者英特网来实现对配料系统各个部分设备运行状态的及时监控，高炉中的原料进炉情况以及焦炭的水分等情况也能实现及时的查询。②在自动控制系统下，通过人机界面软件的现实相关的操作人员以及设备维修人员能够实现对故障信息的及时诊断，尽快让设备从故障中恢复。③利用PLC系统不仅能实现自身系统的自动化控制，同时还能针对局域网、英特网的生产物流信息及时传输到管理中心，实现企业物资管理水平的进一步提升。

　　2高炉配料自动控制系统要求

　　2.1系统总体控制要求

　　在充分结合当前高炉槽下的实际作业环境以及具体的作业形式以及当今的控制系统具体发展趋势之后，高炉的槽下控制系统要具备一些基本的需求：①必须要针对高炉生产系统中的液压站、低压配电室、现场闸门以及操作室等几个关键的作业环节分别设置profibus节点[3];②槽下设备在作业过程中的启动、停止紧急停车等功能必须要能够在系统控制的操作室内来完成;③操作室内必须要同时配置两台上位机，而且两台上位机之前要实现互相备用的功能，这样在其中一台设备出现故障的时候就能够充分利用另一台设备实现生产保障，与此同时，任何一台设备都能实现对现场所有作业设备的功能的操作。

　　④通过控制系统的作用能够实现对高炉槽下系统各种生产设备之间起停车的联锁功能;⑤整个控制系统要能充分结合生产工艺的具体要求实现对各种异常状况的报警，并针对实际测试超出量程的现象进行语音或者声光报警，在此基础上就能将具体操作处理措施通知操作人员;⑥要能实现对各个生产作业环节检测数值的实时显示，并对各项生产历史数据进行及时储存。

　　2.2PLC功能要求

　　在系统中应用PLC主要是为了完成对生产作业现场各个结点信息的及时采集，并实现对各个环节重要设备的有效控制。根据高炉在实际生产过程中的实际配料需求，以及各个设备运行的技术要求，基于安全以及稳定的角度对高炉配料系统的PLC做出了一些功能要求：①不同设备之间利用PLC系统要能实现自保混合互锁;②通过PLC系统要能实现对液压系统压力以及温度等参数的自动化控制;③通过PLC系统要能实现对设备运行过程中各个换件环节参数的实施监测;④通过PLC系统要能实现对各个辅助设备运行状况的及时检测和有效控制;⑤通过应用PLC系统要能实现对系统中不同设备的过载保护和故障的检测。

　　3配料自动化系统设计

　　3.1PLCI/O点数设计

　　要想实现高炉槽下配料系统运行过程中生产操作的自动化控制，必须要针对各个生产过程实际的运行状态进行及时的监测，根据实际设备运行状况需要高炉槽下自动配料系统针对开关量输入(DI)设计了49点;针对开关量输出(DI)设计了51点，针对模拟信号输入(AI)设计了12点，针对温度信息测量点(RTD)设计了1点，针对压力监测设计了1点。

　　3.2系统结构设计

　　本次研究过程中针对高炉槽下自动配料控制系统主要使用的是基于PLC与组态软件的自动化控制方案，在系统中还必须要配备为完善的通信网络、上位计算机以及可编程控制器等，所有设备通过工业以太网的方式进行连接。监视操作层设计：监视操作层主要是通过上位机以及工程师站共同组成，目前比较常用的一种数据采集和设备控制软件为德国的wincc6.0。

　　操作站，操作人员可以充分利用操作站内的设备实现对各个流程的操控，并能实现设备运行状态的实施显示，实现设备历史运行数据的收集，并实现在紧急状况下的预警显示，还能将系统的运行趋势形成报表。工程师站，工程师站主要是针对整个系统的运行进行合理的管理，并对组态进行控制，同时还能完成整个系统的生成和下装等操作。工程师站能够实现在系统离线状态下的配置，实现各个系统运行状况的在线检测、控制和各个网络节点的维护。

　　3.3信号采集和系统控制部分设计

　　3.3.1RTD信号测量设计

　　在高炉的槽下液压油箱中配备了一个温度传感器，该温度传感器的主要作用是实现槽下液压系统温度信号的采集，信号采集之后通过量程转换成可视化的温度数值，实现了液压系统温度的实施采集。

　　3.3.2AI信号测量设计在本次的系统设计过程中主要使用的模拟量输入信号主要属于4-20mA范围内的标准信号，采集的信号通过PLC采集模块来实现模拟量的转换形成0-32768的数值，这一环节的PLC采集模块是一种16路的输入模块，实际的分辨率能够达到12为，整个信号采集系统是由外部电源来实现供电。

　　3.3.3DI信号检测设计在本次系统设计的过程中均采用的无源节点的开关量输入信号，其主要是针对系统中的设备运行状况以及现场的闸门开关状态进行实时检测，针对这一系统共设计了49点的输入量信号。

　　4结束语

　　在本次的高炉生产配料自动化系统设计过程中主要使用的是PLC和组态软件结构的组合，在此基础上使得高炉生产配料自动化系统实现了对整个系统运行的分布式监测和控制，与此同时也能实现各个环节的生产数据及时采集，进一步提升了高炉的运行效率。

　　参考文献

　　[1]王圣亮.炼铁高炉上料监控系统及其配料落差的模糊控制[D].济南:山东大学,2005.

　　[2]张琳.PLC和组态软件在高炉槽下配料控制系统中的应用研究[D].合肥:合肥工业大学,2002.

　　[3]景涛.铁精矿干燥—配料—造球过程控制指导系统的研究[D].长沙:中南大学,2010.

　　自动化方向论文：工业电气自动化系统在选煤厂中的应用

　　摘要：为了促进选煤行业电气自动化系统的进一步发展，通过分析选煤电气自动化系统在实际选煤厂中的应用，结合选煤厂实际生产经营情况，制定有效的自动化控制技术体系。在日常生产中汲取经验，不断优化选煤电气自动化控制系统的研究具有较大的现实意义，该体系的合理实施能有效提高选煤厂经济效益，促进煤炭行业的可持续发展，是当今选煤厂电气设备革新发展的必然趋势。