研祥在煉鋼轉爐自動控制系統的應用

轉爐冶煉是整個冶金工業中非常重要的一個的環節，現代轉爐的自動化生產主要包含著轉爐本體、氧槍及供氣設備、副槍測試裝置、底部供氣裝置、受鐵設備、廢鋼裝料設備、副原料上料及投料設備、汽化冷卻余熱回收設備、一次煤氣除塵及煤氣回收設備、二次除塵設備以及鐵合金加料設備等。

該系統對氧氣頂吹轉爐全部生產過程進行全面監視、控制和管理，對所有生產過程參數進行實時監控、記錄、自動報表打印。通過使用該套控制系統，操作人員可以全面了解生產過程實時參數，準確把握轉爐溫度及炭含量、出鋼時間及濺渣護爐效果，并可及時調節氧壓、冷卻水流量等參數，從而可大幅度地提高生產質量和生產效率，并可消除事故隱患。

二、系統功能描述

(1)采集轉爐煉鋼過程數據，通過網絡在監控上位機上顯示;

(2)對重要煉鋼過程數據，如果超出正常范圍，輸出報瞥給電氣或氧槍PLC，做出相應的處理;

(3)實現對氧氣系統的主氧流量，副氧流量。烘烤氧流量進行自動調節和統計;

(4)實現對汽化系統的汽包水位進行自動調節;

(5)實現對設備冷卻水系統的爐裙冷卻水流量，爐圈冷卻水流量、氧槍插人冷卻水流量進行自動調節;

(6)實現底吹系統的氮氣、氮氣自動切換，對7個支管流量進行自動調節;

(7)實現除塵系統喉口的控制。

三、系統原理

轉爐控制系統共分為三級別：生產管理級別、過程控制級、基礎自動化級別。基礎自動化控制部分采用PLC，主要負責對轉爐煉鋼進行數據采集、順序控制、監控操作、數據通訊；過程控制級由一臺服務器、一臺交換機、三臺工作站以及五臺工業控制計算機構成，主要用于轉爐冶煉控制、設備維護、數據統計并收集由化驗室送進來的試樣數據；生產管理級主要用于下達生產任務和生產指標，實現對冶金全過程的參數計算和優化、數據和質量跟蹤、生產順序控制和管理。

五臺PC機分別是:一臺氧槍系統監控站，它連接到DH+網，主要用來操作和監控氧槍聯鎖;兩臺汽化除塵系統監控站，它連接到DH+網，主要用來監控汽尤系統、除塵煙氣系統和設備冷卻水系統的過程參數以及設備狀態;一臺原料監控站，它連接到以太網，主要用來操作和監控下料過程;一臺數據報表工作站，它連接到以太網，實時記錄煉鋼過程的耗氧t及各種原料數據，供故障分析和成本核算使用。

四、系統配置

本系統的控制機采用研祥工控整機構成，IPC-810B加固型4U機箱滿足工業現場的要求，5臺整機在每個轉爐分別完成是本體控制、加料控制、成化化驗、汽化冷卻、報表管理功能，內置P4級FSC-1713VNA（B）主板，采用Intel865芯片組，超線程技術，雙通道內存。在現場PLC與上位機之間的通信方式可以采用上位連接方式和網絡連接方式。
整機配置：

機箱：IPC-810B/6113LP4/7271AT

主板：FSC-1713VNA（B）

配件：P43.0/512M/160G

五、系統評價

該系統的自動控制水平較高，配置靈活，功能齊全，操作方便，系統投入運行以后，預計可獲得如下控制水平：終點命中率提高6%～8%，爐齡增加10%～15%，減少廢鋼，礦石消耗2%，減少氧氣用量5%～7%，直接出鋼率提高0.6%，按上述幾項指標進行計算，年直接經濟效益可達數百萬元，增加了公司生產效益，確保了鋼水質量。