PLC、DCS高爐監控系統

DCS，PLC，IPC是自動控制領域之三大支柱，它們之間競爭激烈，但又取長補短和相互滲透，相互融合。陽光電子學校維修專家分析認為：冶金行業高爐監控作為較典型之工廠自動化決定了其開關量邏輯控制之主導地位，同時模擬量之處理多為簡單之顯示和給定，控制回路基本上為并不復雜之單回路調節，目前市場以PLC為主導地位。陽光電子學校維修專家分析認為：

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

DCS： 、Siemens PCS7（太原鋼鐵1800 立方米高爐）、 ABB FREELANCE2000（馬鋼四鐵廠1＃高爐TRT ）和AC 800F（宣鋼7#高爐 ）、美國西屋公司之WDPF II Plus（上鋼一廠2500立方米高爐）等

高爐主要控制對象：
裝料自動控制 　為保證高爐冶煉過程正常進行，必須使爐料保持一定之高度。陽光電子學校維修專家分析認為：一般采用探料尺在垂直方向周期地從爐頂探測料面高度和爐料下降速度（采用微波式之或激光式之探料尺可連續探測）。陽光電子學校維修專家分析認為：當爐料低于規定料面高度時，上料系統開始裝料。陽光電子學校維修專家分析認為：機械式探料尺和上料系統采用無觸點之程序控制器或可編程序控制器控制。陽光電子學校維修專家分析認為：為了提高裝料之精度，廣泛采用小型計算機控制爐料重量，并把每次實際裝入漏斗之原料數量記錄下來，求出與裝料規定量之差，在下次稱量時自動給以補正。陽光電子學校維修專家分析認為：計算機控制裝料還可將單位時間內各種原料之給定量、總重量、水分含量、各原料倉之庫存量等裝料數據打印制表。陽光電子學校維修專家分析認為：

布料自動控制 　高爐料面之 M型分布是否勻稱，直接影響爐內氣流分布和爐況反應。陽光電子學校維修專家分析認為：現代化大型高爐之爐喉直徑超過10米，若爐內反應不均勻，爐料下降速度不一致，料面便會偏斜，因此需要用布料裝置來控制料面形狀。陽光電子學校維修專家分析認為：一般用固定式探料尺檢測料面高度，并用程序控制器或微處理機控制布料。陽光電子學校維修專家分析認為：鐘閥式爐頂通過改變爐料批量、料面和裝料順序，無鐘爐頂通過改變旋轉溜槽之傾角和旋轉方式來實現自動布料。陽光電子學校維修專家分析認為：布料控制中之關鍵問題是料面形狀檢測，可在爐喉圓周之 6個位置裝設固定探 桿，吊有重錘之金屬鏈條在爐喉不同之半徑處從探桿上下垂到料面，根據其下垂長度測出料面之輪廓、每測一次需一分鐘，測量精度約為±50毫米。陽光電子學校維修專家分析認為：另一種方法是根據料面溫度分布來實現布料控制。陽光電子學校維修專家分析認為：料面溫度場出現熱點時，說明爐內出現了“管道現象”，此時需要通過控制布料來加以消除。陽光電子學校維修專家分析認為：常用之測量料面溫度場之儀器有熱像儀，可測溫度范圍為50～800℃。陽光電子學校維修專家分析認為：還可在爐喉部分裝入固定之帶有溫差電偶之十字形測溫梁，在梁內裝有10幾個溫差電偶，以測量爐料之溫度分布。陽光電子學校維修專家分析認為：

送風自動控制 　從風口鼓入約1000～1200℃之熱風使焦炭燃燒。陽光電子學校維修專家分析認為：為保持爐溫恒定，爐況平穩，須對熱風之溫度、濕度和富化處理進行控制。陽光電子學校維修專家分析認為：

熱風溫度控制：冷風經熱風爐加熱后之風溫并不是恒定之，開始時風溫高，以后則逐漸降低，用風溫調節器控制摻入之冷風量便可使風溫保持恒定。陽光電子學校維修專家分析認為：熱風爐在換爐時用交叉并聯送風之工作方法可使風溫波動在±1％以內。陽光電子學校維修專家分析認為：
熱風濕度控制:濕度調節器能保持鼓風中濕度恒定，避免水分引起爐況波動。陽光電子學校維修專家分析認為：常用之方法為加濕調節和脫濕處理兩種。陽光電子學校維修專家分析認為：

鼓風富化處理：對于大型高爐，常在鼓風中加入氧氣以提高高爐之冶煉強度。陽光電子學校維修專家分析認為：為了降低燃料比，有時在風口處噴入重油、天然氣或煤粉等。陽光電子學校維修專家分析認為：有時還在大型高爐風口前裝上帶有高速攝影裝置之工業電視，用以監視和記錄風口前熱風和焦炭之燃燒和運動情況。陽光電子學校維修專家分析認為：

爐頂煤氣之檢測和控制 　爐頂煤氣之壓力和成分直接反映爐內之冶煉情況。陽光電子學校維修專家分析認為：爐頂壓力調節裝置控制爐壓恒定，是確保爐料平穩下降之重要措施。陽光電子學校維修專家分析認為：頂壓調節可通過減壓閥組或余壓渦輪來實現。陽光電子學校維修專家分析認為：爐頂煤氣是高爐冶煉之直接產物，其成分反映爐內之還原反應和還原氣體之利用率。陽光電子學校維修專家分析認為：利用連續采樣之氣體色譜分析儀周期測定煤氣中CO、CO2、H2、N2之含量，可掌握爐中之反應情況。陽光電子學校維修專家分析認為：爐喉煤氣成分分布直接反映爐內不同直徑處之反應，故常在大型高爐爐喉之料面下徑向插入（或固定安裝）采樣探桿，采集分析爐內氣樣。陽光電子學校維修專家分析認為：

渣鐵參數檢測 　鐵水之生成量、成分、溫度是極為重要之參數。陽光電子學校維修專家分析認為：出鐵時鐵水罐車停在裝有軌道電子秤之軌道上，可連續檢測出鐵量。陽光電子學校維修專家分析認為：鐵水溫度可在出鐵過程中用快速溫差電偶檢測。陽光電子學校維修專家分析認為：鐵水成分是在出鐵過程中從鐵水溝中取樣，然后用快速熒光分析儀分析。陽光電子學校維修專家分析認為：現代化大型高爐日產出鐵1萬噸以上，有4個出鐵口輪流出鐵，測量渣鐵之溫度、成分和生成量就能及時獲得高爐中之冶煉信息。陽光電子學校維修專家分析認為：這一過程現代已由微處理機來實現。陽光電子學校維修專家分析認為：

爐況自動控制 　爐內反應過程之參數不能直接檢測，所以控制系統尚未達到完善之程度，但已有數種爐況控制系統(如爐熱模型系統,GO-STOP系統)在高爐上獲得應用，其中以爐熱模型構成之系統應用較多。陽光電子學校維修專家分析認為：爐熱模型系統以高爐煉鐵過程之物理化學反應為基礎，把高爐分為風口燃燒帶、直接還原帶和間接還原帶，根據輸出輸入高爐之各種參數（如礦石焦炭裝入量、風量、風溫、噴吹量、爐頂煤氣成分、渣鐵成分和生成量等）列出各反應區間之物料平衡和熱量平衡方程組，然后求解這些方程組，便可得出爐中直接還原反應帶之固體溫度和氣體溫度。陽光電子學校維修專家分析認為：這些溫度代表爐熱之狀態，根據爐熱之變化自動調節送風參數（如風溫、噴吹量等），改變風口送入之熱量，將爐熱控制在 佳狀態。陽光電子學校維修專家分析認為：為提高系統之控制效果，有時將理論模型與統計模型結合使用。陽光電子學校維修專家分析認為：這種閉環控制系統已被采用。陽光電子學校維修專家分析認為：GO－STOP系統是以系統辨識方法來判斷爐況并構成閉環控制系統之。陽光電子學校維修專家分析認為：由于爐況控制過程中有大量之計算工作，這種系統需要使用電子計算機。陽光電子學校維修專家分析認為：爐身靜壓力之變化也是爐況之重要參數，常在爐身不同高度之圓周上檢測爐身之靜壓力。陽光電子學校維修專家分析認為：這一靜壓力反映爐料之透氣性、氣流分布和軟熔帶根部位置之高度，是判斷爐況之重要依據之一。陽光電子學校維修專家分析認為：根據爐料之透氣性，以爐頂壓力為調節手段可組成爐料透氣性調節系統。陽光電子學校維修專家分析認為：保持透氣性恒定有助于爐料順利下降，保持爐況穩定。陽光電子學校維修專家分析認為：

高爐之計算機管理 　計算機除用于上述各種控制系統外，還用于數據處理、生產管理、操作指導等。陽光電子學校維修專家分析認為：它采集高爐上之大量過程參數，輸入存儲器中，并將這些數據編輯成各種生產記錄報表和具有操作指導作用之畫面，在工業電視上顯示出來。陽光電子學校維修專家分析認為：這樣，操作者便可根據存儲器內之數據對過去之生產過程作出連貫之分析，對變化趨勢作出預報。陽光電子學校維修專家分析認為：在現代化之大型高爐上，全部顯示記錄儀表已被計算機所代替，各個控制系統由計算機實現，在高爐控制室中爐長通過工業電視與計算機對話，計算機可向爐長提供所需之多種信息。陽光電子學校維修專家分析認為：這樣之控制系統在國內外都有應用，效果良好。陽光電子學校維修專家分析認為：例如，中國首都鋼鐵公司高爐改用計算機控制系統后，利用系數達2.2，焦比降到3

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