炼铁高炉生产过程的自动化控制研究 王明龙

发表时间:2020/9/17   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:王明龙
[导读] 摘要:由于炼铁高炉生产的过程非常复杂,因此,生产过程控制是重要的工作,传统的炼铁高炉生产过程控制是比较困难的,炼铁高炉生产中提出自动化控制的要求,这样能完善炼铁高炉生产的过程。
        天津天钢联合特钢有限公司  天津  301500
        摘要:由于炼铁高炉生产的过程非常复杂,因此,生产过程控制是重要的工作,传统的炼铁高炉生产过程控制是比较困难的,炼铁高炉生产中提出自动化控制的要求,这样能完善炼铁高炉生产的过程。基于此,本文笔者就炼铁高炉生产过程的自动化控制进行简要探讨。
        关键词:炼铁高炉;生产过程;自动化控制;
        1炼铁高炉生产工艺概述
        计算机监控系统在过程系统自动化控制中选择了分散控制、集中操作的方式,高炉自动化控制中配置有液晶屏主机操作,操作人员直接在液晶屏上集中操作参数控制,就可以完成炼铁过程中的高炉控制,体现出计算机监控系统在数据处理方面的优势。例如:某炼铁企业中专门对高炉生产过程进行了改造,在高炉生产中引入了自动化控制系统,采用PLC芯片进行过程控制,整个PLC自动化控制系统概括了原料系统、热风系统和生产过程系统的控制工作,把这三个独立的系统关联起来,基于计算机监控系统和PLC的自动化控制系统的结构可以分为三个层次:①炼铁高炉生产过程自动化控制的现场层次,以设备气动机构为控制对象,现场控制好气动机构中的仪表,同时控制好伺服机构,把控好现场设备的运行。②基础层次,深加工处理炼铁高炉中的数据,以此来保障炼铁高炉的自动化。③控制层次,这个层次运用计算机分析自动化控制系统中的数据,控制好整个高炉的生产。
        2炼铁高炉电气自动控制系统
        2.1高炉自动化过程控制系统
        在当下自动化过程控制系统中基本都是通过计算机、传感器等来实现对炼铁高炉在运行过程中各项相关参数数据的采集、分析和监测。高炉自动化过程控制系统的最大作用在于能够将高炉生产中,各项可控因素的干扰降至最低。在高炉生产中不仅需要不定期改变相关参数,并且还可能因为设备设施等方面的问题而引起参数的波动,这就会影响高炉生产产品质量的稳定性,因此必须做好实时监测,及时掌握数据变化,并根据数据变化来做好相关调整控制,这样才可以将高炉生产参数稳定在既定范围内,保证冶金产品的质量。在具体高炉生产中,需要按照操作流程把相关参数输入到控制系统中,然后相关计算机软件就会审核所对应参数模型的合理性和科学性,并对其进行评估,然后结合既定标准值来调整调节炉内温度和其他相关参数。此外,计算机程序还可以预测和分析在后续生产中高炉各项相关参数的变化,从而提前做好相关控制措施,保证高炉生产中各项参数的稳定。高炉自动化过程控制系统在具体运行中,会通过开环调节和闭环调节来保证高炉生产的稳定科学。二者的区别在于前者是由计算机提供参考,人来决定调整方案,后者则是通过计算机系统来进行计算和调整控制,不受操作人员的影响。所以,在当下高炉过程控制自动化系统中,基本都会采用闭环调节,由计算机来识别分析相关高炉参数,结合既定参数设计从而制定相应的自动化控制方案,并将方案结果及时提供给相关高炉管控人员和自动完成对相关参数的调节,这样就可以实现高炉生产的自动化。
        2.2原料系统自动化在高炉生产过程中的控制
        (1)计算机控制系统会根据既定的原料供给品种来自动设置相应的卸料量。(2)称量料斗中的具体质量会通过负荷传感器检测出来,并且通过磁力比较运算器完成对实际物料量和既定量值的对比,当实际量达到既定量的95%时,就会指示给料机减速。(3)当实际量完全达到既定量时,计算机控制系统就会发出‘满”信号并停止给料机,同时还会记录此时称量值。(4)如果因为设备故障而导致上述信号无法发出,或者给料机无法停止,就会迅速做出备用停运指令,避免影响高炉生产。(5)在放料结束后,料斗闸门就会关闭,同时在计算机中也会发出称量斗为0的空信号,并把相关指令传输到对应的电气设备,之后计算机系统就会按照既定的原料值来精确完成给料称量控制。


        2.3高炉传动控制系统
        在高炉传动系统中,会应用到各种各样的高低压传动设备,比如卷扬机电机、风机电机、探尺电机等等。其在具体运行控制中一般都会采用交流或者直流调速控制,其中尤其以交-直-交变频调速控制的应用最为普遍。同时为了进一步促进高炉在运行中传动系统的稳定性和可靠性,减少故障发生率,一般都会在调速系统内进行冗余设置,通过添加与控制装置相同的变频器作为备用,利用主备切换的方法来完成控制,即便主控装置出现问题,也可以通过备用控制装置迅速进行控制,保证整个传动系统运行的稳定。
        2.4热风炉控制系统
        热风炉在高炉炼铁生产中极其重要,所以热风炉的自动控制系统在整个高炉电气自动控制系统中也占据着极其重要的地位和发挥着关键性的作用。在当下一般都会设置三座以上热风炉来保证电铁高炉的正常生产。在热风炉送风前需要先进行冷风预热,这样才可以为热风炉的持续送风奠定良好基础。在具体高炉生产中,热风炉控制系统可以根据生产要求进行自动化、人工和半自动化的切换,其中尤其以自动化控制最为高效,它可以帮助相关操控人员可以结合具体拱顶温度、废弃温度的相关参数来完成对预热过程的有效控制。
        2.5自动控制系统的监测与控制
        在高炉生产过程中,需要实时监控各项参数的实际情况,及时根据参数变化来进行调整,所以需要设置相应的监控监测系统。在当下监控系统都会利用相关成像设备和人机技术来实现对高炉生产中各项设备设施运行情况的实时监视,及时将相关设备设施的运行情况反馈给控制室中的管理管控人员,实现人机对话,在相关设备设施出现问题故障时,系统会迅速做出反应,自动进行报警和处理,并且所监测到的相关信息数据和图像还能够保存在计算机中,为后续高炉维护检修提供有效依据。在当下由于PLC技术日益成熟,所以基本都会通过PLC技术来改造高炉控制系统,进而构建出一个更加高效稳定的自动化控制系统。并且由于PLC装置自身的抗干扰性强和功能丰富,这就能够进一步降低自动化控制系统在运行中的故障率,提高自动化控制系统的稳定性,降低人工工作量和工作难度。
        3炼铁高炉自动控制系统的发展升级方向
        在现阶段为了更好满足高炉生产的实际要求,在当下高炉自动化控制系统一般都会选择开放性设计,但是其必须以系统的稳定性和合理性为前提,并尽可能降低成本造价,增强系统的性价比。虽然在当下自动控制技术、信息技术、计算机技术等日新月异,智能化、自动化程度越来越高,这也为高炉电气自动控制系统提供了今后的发展方向,奠定了今后的发展基调。在今后应该重视对智能电子设备、远程控制、互联网传输等技术设备的有效应用和全面开发,将其作用和价值充分发挥到高炉电气自动化控制系统中,积极拓展系统应用范围,丰富系统功能,不断提高高度电气自动化控制系统的智能化和自动化程度,为高炉炼铁生产提供更加高效、稳定的控制保障,为钢铁冶金企业经济效益和自身的可持续发展做出有效贡献。
        结束语
        总之,合理科学的自动化控制系统能够有效促进炼铁高炉生产效率质量的进一步增强,为冶金企业创造更多的效益和收入。所以在当下应该重视对高炉炼铁自动化控制系统的研究和应用,积极引进先进的智能技术、智能设备,不断对其进行完善优化,不断提高高炉炼铁自动化控制系统的稳定性。
        参考文献:
        [1]汤清华,王宝海,张洪宇,王再义.高炉炼铁工艺节能减排新技术[J].炼铁,2018,34(04):111-113.
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