高爐生產自動配料控制系統

所屬分類：電子論文閱讀次時間：2020-04-09 10:58

本文摘要：摘要：鋼鐵行業在我國工業生產不斷加速的過程中實際的需求量在不斷增加，在我國的國民經濟發展過程中也發揮出了重要的作用，高爐是鋼鐵生產工藝中非常關鍵的一個環節，而高爐質量在很大程度上取決于燒結礦的質量。在當今社會科學技術不斷進步的前提下，高爐

　　摘要：鋼鐵行業在我國工業生產不斷加速的過程中實際的需求量在不斷增加，在我國的國民經濟發展過程中也發揮出了重要的作用，高爐是鋼鐵生產工藝中非常關鍵的一個環節，而高爐質量在很大程度上取決于燒結礦的質量。在當今社會科學技術不斷進步的前提下，高爐生產配料控制的自動化需求也在不斷的提升。在文中的研究過程中，主要是針對高爐槽下配料控制系統中利用PLC控制實現自動化進行了探討。希望能夠對高爐生產自動配料控制系統的自動化發展起到一定的幫助。

　　關鍵詞：人機界面;現場總線;槽下配料;PLC

自動化系統

　　0引言

　　在當前社會經濟不斷的發展前提下，鋼鐵行業近幾年來也迎來了飛速的發展，在鋼鐵企業的生產作業過程中煉鐵高爐是非常重要的一個生產過程，保障煉鐵高爐的正常生產對鋼鐵企業的生產效益提升有極大的促進作用;高爐的生產系統中，槽下配料系統是非常重要的一個系統，在槽下配料系統運行過程中實現自動化對鋼鐵的生產能夠發揮出非常重要的作用。在我國的鋼鐵高爐槽下配料系統自動化中，DCS主導的分散控制系統一直以來應用比較廣泛。

　　1高爐配料自動化系統需求分析

　　1.1生產效率提升

　　高爐的槽下配料能力在很大程度上直接決定了高爐的實際生產能力以及冶煉的強度，在傳統人工或者半自動的配料方式下，高爐生產效率的提升在很大程度上都必須要依賴個人的經驗;但是這種模式下，很難保證不同操作崗位的操作人員能夠滿足生產實際的設計要求。在當今計算機技術不斷的發展去前提下，高爐的配料系統自動化或者半自動化操作的需求都在不斷的提升[1]。

　　1.2實現生產事故、故障快速處理

　　鋼鐵企業的槽下配料系統通常情況下分布都比較分散，如果在傳統的控制模式下，操作人員在實際的設備維修保養過程中缺乏基本的便利性，而且還存在較大的安全隱患;鋼鐵行業的高爐系統在實際應用過程中不乏事故傷人、亡人案例。但是針對高爐生產設置了配料管理以及控制系統后，使得操作人員僅僅需要在操作室內按照CRT屏幕的顯示就能實現對設備運行狀況的實施監測，設備狀況的查詢、運行狀況調整等只需要通過操作鼠標、鍵盤即可，這樣就能讓高爐設備的維護保養工作量得到有效的控制，而針對復雜的狀況，還可以利用網絡實現遠程專家支持，相關的技術人員通過利用各種專業信息進行匯總分析就能找出合理的解決方案，實現故障或者事故的快速處理，進一步提升了高爐的生產作業效率。

　　1.3設備信息自動化、網絡化

　　在當今的生產過程中，必須要求值班工長能夠實現對高爐進料狀況以及設備實際的運行狀況進行全面的了解，針對不同的生產作業環節也提出了更加有效的處理方法，這樣才能充分保障高爐的正常生產作業;另外，還可以充分利用企業的各種管理軟件來實現對企業物流情況的全面分析，實現企業生產作業效率以及生產結構的進一步優化[2]。

　　針對高爐槽下配料系統可以充分利用PLC系統來實現高效的生產管理。PLC控制系統在高爐配料生產系統中的應用能發揮出以下優勢：①充分利用企業局域網絡或者英特網來實現對配料系統各個部分設備運行狀態的及時監控，高爐中的原料進爐情況以及焦炭的水分等情況也能實現及時的查詢。②在自動控制系統下，通過人機界面軟件的現實相關的操作人員以及設備維修人員能夠實現對故障信息的及時診斷，盡快讓設備從故障中恢復。③利用PLC系統不僅能實現自身系統的自動化控制，同時還能針對局域網、英特網的生產物流信息及時傳輸到管理中心，實現企業物資管理水平的進一步提升。

　　2高爐配料自動控制系統要求

　　2.1系統總體控制要求

　　在充分結合當前高爐槽下的實際作業環境以及具體的作業形式以及當今的控制系統具體發展趨勢之后，高爐的槽下控制系統要具備一些基本的需求：①必須要針對高爐生產系統中的液壓站、低壓配電室、現場閘門以及操作室等幾個關鍵的作業環節分別設置profibus節點[3];②槽下設備在作業過程中的啟動、停止緊急停車等功能必須要能夠在系統控制的操作室內來完成;③操作室內必須要同時配置兩臺上位機，而且兩臺上位機之前要實現互相備用的功能，這樣在其中一臺設備出現故障的時候就能夠充分利用另一臺設備實現生產保障，與此同時，任何一臺設備都能實現對現場所有作業設備的功能的操作。

　　④通過控制系統的作用能夠實現對高爐槽下系統各種生產設備之間起停車的聯鎖功能;⑤整個控制系統要能充分結合生產工藝的具體要求實現對各種異常狀況的報警，并針對實際測試超出量程的現象進行語音或者聲光報警，在此基礎上就能將具體操作處理措施通知操作人員;⑥要能實現對各個生產作業環節檢測數值的實時顯示，并對各項生產歷史數據進行及時儲存。

　　2.2PLC功能要求

　　在系統中應用PLC主要是為了完成對生產作業現場各個結點信息的及時采集，并實現對各個環節重要設備的有效控制。根據高爐在實際生產過程中的實際配料需求，以及各個設備運行的技術要求，基于安全以及穩定的角度對高爐配料系統的PLC做出了一些功能要求：①不同設備之間利用PLC系統要能實現自保混合互鎖;②通過PLC系統要能實現對液壓系統壓力以及溫度等參數的自動化控制;③通過PLC系統要能實現對設備運行過程中各個換件環節參數的實施監測;④通過PLC系統要能實現對各個輔助設備運行狀況的及時檢測和有效控制;⑤通過應用PLC系統要能實現對系統中不同設備的過載保護和故障的檢測。

　　3配料自動化系統設計

　　3.1PLCI/O點數設計

　　要想實現高爐槽下配料系統運行過程中生產操作的自動化控制，必須要針對各個生產過程實際的運行狀態進行及時的監測，根據實際設備運行狀況需要高爐槽下自動配料系統針對開關量輸入(DI)設計了49點;針對開關量輸出(DI)設計了51點，針對模擬信號輸入(AI)設計了12點，針對溫度信息測量點(RTD)設計了1點，針對壓力監測設計了1點。

　　3.2系統結構設計

　　本次研究過程中針對高爐槽下自動配料控制系統主要使用的是基于PLC與組態軟件的自動化控制方案，在系統中還必須要配備為完善的通信網絡、上位計算機以及可編程控制器等，所有設備通過工業以太網的方式進行連接。監視操作層設計：監視操作層主要是通過上位機以及工程師站共同組成，目前比較常用的一種數據采集和設備控制軟件為德國的wincc6.0。

　　操作站，操作人員可以充分利用操作站內的設備實現對各個流程的操控，并能實現設備運行狀態的實施顯示，實現設備歷史運行數據的收集，并實現在緊急狀況下的預警顯示，還能將系統的運行趨勢形成報表。工程師站，工程師站主要是針對整個系統的運行進行合理的管理，并對組態進行控制，同時還能完成整個系統的生成和下裝等操作。工程師站能夠實現在系統離線狀態下的配置，實現各個系統運行狀況的在線檢測、控制和各個網絡節點的維護。

　　3.3信號采集和系統控制部分設計

　　3.3.1RTD信號測量設計

　　在高爐的槽下液壓油箱中配備了一個溫度傳感器，該溫度傳感器的主要作用是實現槽下液壓系統溫度信號的采集，信號采集之后通過量程轉換成可視化的溫度數值，實現了液壓系統溫度的實施采集。

　　3.3.2AI信號測量設計在本次的系統設計過程中主要使用的模擬量輸入信號主要屬于4-20mA范圍內的標準信號，采集的信號通過PLC采集模塊來實現模擬量的轉換形成0-32768的數值，這一環節的PLC采集模塊是一種16路的輸入模塊，實際的分辨率能夠達到12為，整個信號采集系統是由外部電源來實現供電。

　　3.3.3DI信號檢測設計在本次系統設計的過程中均采用的無源節點的開關量輸入信號，其主要是針對系統中的設備運行狀況以及現場的閘門開關狀態進行實時檢測，針對這一系統共設計了49點的輸入量信號。

　　4結束語

　　在本次的高爐生產配料自動化系統設計過程中主要使用的是PLC和組態軟件結構的組合，在此基礎上使得高爐生產配料自動化系統實現了對整個系統運行的分布式監測和控制，與此同時也能實現各個環節的生產數據及時采集，進一步提升了高爐的運行效率。

　　參考文獻

　　[1]王圣亮.煉鐵高爐上料監控系統及其配料落差的模糊控制[D].濟南:山東大學,2005.

　　[2]張琳.PLC和組態軟件在高爐槽下配料控制系統中的應用研究[D].合肥:合肥工業大學,2002.

　　[3]景濤.鐵精礦干燥—配料—造球過程控制指導系統的研究[D].長沙:中南大學,2010.

　　自動化方向論文：工業電氣自動化系統在選煤廠中的應用

　　摘要：為了促進選煤行業電氣自動化系統的進一步發展，通過分析選煤電氣自動化系統在實際選煤廠中的應用，結合選煤廠實際生產經營情況，制定有效的自動化控制技術體系。在日常生產中汲取經驗，不斷優化選煤電氣自動化控制系統的研究具有較大的現實意義，該體系的合理實施能有效提高選煤廠經濟效益，促進煤炭行業的可持續發展，是當今選煤廠電氣設備革新發展的必然趨勢。