PLC、DCS高炉监控系统

DCS，PLC，IPC是自动控制领域之三大支柱，它们之间竞争激烈，但又取长补短和相互渗透，相互融合。阳光电子学校维修专家分析认为：冶金行业高炉监控作为较典型之工厂自动化决定了其开关量逻辑控制之主导地位，同时模拟量之处理多为简单之显示和给定，控制回路基本上为并不复杂之单回路调节，目前市场以PLC为主导地位。阳光电子学校维修专家分析认为：

PLC：Schneider Modicon Quantum 、 Siemens   S7－400、Rockwell ControlLogix等

DCS： 、Siemens PCS7（太原钢铁1800 立方米高炉）、 ABB FREELANCE2000（马钢四铁厂1＃高炉TRT ）和AC 800F（宣钢7#高炉 ）、美国西屋公司之WDPF II Plus（上钢一厂2500立方米高炉）等

高炉主要控制对象：
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之高度。阳光电子学校维修专家分析认为：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（采用微波式之或激光式之探料尺可连续探测）。阳光电子学校维修专家分析认为：当炉料低于规定料面高度时，上料系统开始装料。阳光电子学校维修专家分析认为：机械式探料尺和上料系统采用无触点之程序控制器或可编程序控制器控制。阳光电子学校维修专家分析认为：为了提高装料之精度，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之原料数量记录下来，求出与装料规定量之差，在下次称量时自动给以补正。阳光电子学校维修专家分析认为：计算机控制装料还可将单位时间内各种原料之给定量、总重量、水分含量、各原料仓之库存量等装料数据打印制表。阳光电子学校维修专家分析认为：

布料自动控制 　高炉料面之 M型分布是否匀称，直接影响炉内气流分布和炉况反应。阳光电子学校维修专家分析认为：现代化大型高炉之炉喉直径超过10米，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。阳光电子学校维修专家分析认为：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。阳光电子学校维修专家分析认为：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之倾角和旋转方式来实现自动布料。阳光电子学校维修专家分析认为：布料控制中之关键问题是料面形状检测，可在炉喉圆周之 6个位置装设固定探 杆，吊有重锤之金属链条在炉喉不同之半径处从探杆上下垂到料面，根据其下垂长度测出料面之轮廓、每测一次需一分钟，测量精度约为±50毫米。阳光电子学校维修专家分析认为：另一种方法是根据料面温度分布来实现布料控制。阳光电子学校维修专家分析认为：料面温度场出现热点时，说明炉内出现了“管道现象”，此时需要通过控制布料来加以消除。阳光电子学校维修专家分析认为：常用之测量料面温度场之仪器有热像仪，可测温度范围为50～800℃。阳光电子学校维修专家分析认为：还可在炉喉部分装入固定之带有温差电偶之十字形测温梁，在梁内装有10几个温差电偶，以测量炉料之温度分布。阳光电子学校维修专家分析认为：

送风自动控制 　从风口鼓入约1000～1200℃之热风使焦炭燃烧。阳光电子学校维修专家分析认为：为保持炉温恒定，炉况平稳，须对热风之温度、湿度和富化处理进行控制。阳光电子学校维修专家分析认为：

热风温度控制：冷风经热风炉加热后之风温并不是恒定之，开始时风温高，以后则逐渐降低，用风温调节器控制掺入之冷风量便可使风温保持恒定。阳光电子学校维修专家分析认为：热风炉在换炉时用交叉并联送风之工作方法可使风温波动在±1％以内。阳光电子学校维修专家分析认为：
热风湿度控制:湿度调节器能保持鼓风中湿度恒定，避免水分引起炉况波动。阳光电子学校维修专家分析认为：常用之方法为加湿调节和脱湿处理两种。阳光电子学校维修专家分析认为：

鼓风富化处理：对于大型高炉，常在鼓风中加入氧气以提高高炉之冶炼强度。阳光电子学校维修专家分析认为：为了降低燃料比，有时在风口处喷入重油、天然气或煤粉等。阳光电子学校维修专家分析认为：有时还在大型高炉风口前装上带有高速摄影装置之工业电视，用以监视和记录风口前热风和焦炭之燃烧和运动情况。阳光电子学校维修专家分析认为：

炉顶煤气之检测和控制 　炉顶煤气之压力和成分直接反映炉内之冶炼情况。阳光电子学校维修专家分析认为：炉顶压力调节装置控制炉压恒定，是确保炉料平稳下降之重要措施。阳光电子学校维修专家分析认为：顶压调节可通过减压阀组或余压涡轮来实现。阳光电子学校维修专家分析认为：炉顶煤气是高炉冶炼之直接产物，其成分反映炉内之还原反应和还原气体之利用率。阳光电子学校维修专家分析认为：利用连续采样之气体色谱分析仪周期测定煤气中CO、CO2、H2、N2之含量，可掌握炉中之反应情况。阳光电子学校维修专家分析认为：炉喉煤气成分分布直接反映炉内不同直径处之反应，故常在大型高炉炉喉之料面下径向插入（或固定安装）采样探杆，采集分析炉内气样。阳光电子学校维修专家分析认为：

渣铁参数检测 　铁水之生成量、成分、温度是极为重要之参数。阳光电子学校维修专家分析认为：出铁时铁水罐车停在装有轨道电子秤之轨道上，可连续检测出铁量。阳光电子学校维修专家分析认为：铁水温度可在出铁过程中用快速温差电偶检测。阳光电子学校维修专家分析认为：铁水成分是在出铁过程中从铁水沟中取样，然后用快速荧光分析仪分析。阳光电子学校维修专家分析认为：现代化大型高炉日产出铁1万吨以上，有4个出铁口轮流出铁，测量渣铁之温度、成分和生成量就能及时获得高炉中之冶炼信息。阳光电子学校维修专家分析认为：这一过程现代已由微处理机来实现。阳光电子学校维修专家分析认为：

炉况自动控制 　炉内反应过程之参数不能直接检测，所以控制系统尚未达到完善之程度，但已有数种炉况控制系统(如炉热模型系统,GO-STOP系统)在高炉上获得应用，其中以炉热模型构成之系统应用较多。阳光电子学校维修专家分析认为：炉热模型系统以高炉炼铁过程之物理化学反应为基础，把高炉分为风口燃烧带、直接还原带和间接还原带，根据输出输入高炉之各种参数（如矿石焦炭装入量、风量、风温、喷吹量、炉顶煤气成分、渣铁成分和生成量等）列出各反应区间之物料平衡和热量平衡方程组，然后求解这些方程组，便可得出炉中直接还原反应带之固体温度和气体温度。阳光电子学校维修专家分析认为：这些温度代表炉热之状态，根据炉热之变化自动调节送风参数（如风温、喷吹量等），改变风口送入之热量，将炉热控制在 佳状态。阳光电子学校维修专家分析认为：为提高系统之控制效果，有时将理论模型与统计模型结合使用。阳光电子学校维修专家分析认为：这种闭环控制系统已被采用。阳光电子学校维修专家分析认为：GO－STOP系统是以系统辨识方法来判断炉况并构成闭环控制系统之。阳光电子学校维修专家分析认为：由于炉况控制过程中有大量之计算工作，这种系统需要使用电子计算机。阳光电子学校维修专家分析认为：炉身静压力之变化也是炉况之重要参数，常在炉身不同高度之圆周上检测炉身之静压力。阳光电子学校维修专家分析认为：这一静压力反映炉料之透气性、气流分布和软熔带根部位置之高度，是判断炉况之重要依据之一。阳光电子学校维修专家分析认为：根据炉料之透气性，以炉顶压力为调节手段可组成炉料透气性调节系统。阳光电子学校维修专家分析认为：保持透气性恒定有助于炉料顺利下降，保持炉况稳定。阳光电子学校维修专家分析认为：

高炉之计算机管理 　计算机除用于上述各种控制系统外，还用于数据处理、生产管理、操作指导等。阳光电子学校维修专家分析认为：它采集高炉上之大量过程参数，输入存储器中，并将这些数据编辑成各种生产记录报表和具有操作指导作用之画面，在工业电视上显示出来。阳光电子学校维修专家分析认为：这样，操作者便可根据存储器内之数据对过去之生产过程作出连贯之分析，对变化趋势作出预报。阳光电子学校维修专家分析认为：在现代化之大型高炉上，全部显示记录仪表已被计算机所代替，各个控制系统由计算机实现，在高炉控制室中炉长通过工业电视与计算机对话，计算机可向炉长提供所需之多种信息。阳光电子学校维修专家分析认为：这样之控制系统在国内外都有应用，效果良好。阳光电子学校维修专家分析认为：例如，中国首都钢铁公司高炉改用计算机控制系统后，利用系数达2.2，焦比降到3

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