大型高炉控制系统成功开发、应用“透明工厂”理念
高炉自动化控制系统研究与应用
高炉自动化控制系统研究与应用摘要：随着工业技术的不断发展，高炉自动化控制技术日趋成熟。
我国的高炉自动化技术经历了先引进、消化移植、再自主研发的过程，总体来说已经取得了不小的进步，为我国的钢铁工业的发展提供了巨大动力。
另一方面，我国钢铁工业的大发展既为高炉自动化技术提供了机遇，也提出了新的挑战。
我们应着眼于高炉自动化技术的发展前景和未来，把握住时代脉搏，不断完善和提高高炉自动化技术，为我国高炉自动化进一步的发展作出新的贡献。
关键词：高炉、自动化、控制系统、研究、应用1高炉自动化控制系统的主要功能和特点1.1高炉自动化控制系统的主要功能高炉自动化控制系统所组成的设备多、设备的位置分散、设备之间联系性强，并且运行环境恶劣。
基于PLC的自动化控制系统具有可靠性高、功能性好、便于使用等优势，从而被广泛应用。
高炉控制技术需要结合机械设计和制造、电气化控制和计算机技术，其中以PLC为核心，系统往往包含一个中央控制器以及上料系统、高炉本体、热风炉和除尘等４个控制站，然后通过以太网进行数据传输和通信，以达到高炉自动化控制的目的。
为了保证自动化控制系统的合理性和自动化运行，高炉自动化控制系统往往采用二级控制系统和二层通讯网络。
高炉自动化控制系统具有以下功能：（１）机群系统控制。
基于高速工业以太网，每个系统都有２台相互独立、相互备用的监控机，现场控制站由PLC组成，能够与监控系统进行数据交换，实现对设备的控制和数据的处理。
（２）高炉本体、槽下及炉顶控制系统。
炼铁厂高炉自动控制系统主要包含上料及炉顶自动化控制系统、高炉本体自动化控制系统、热风炉自动化控制系统和除尘自动化控制系统４部分。
槽下自动化控制系统的关键部分有料单的分解、处方的运行和主卷扬的自动控制。
炉顶控制系统中的受料斗接收由卷扬小车送来的原料，当受料斗中的料不满时，允许卷扬车上行送料。
（３）数据采集、画面监控操作、历史趋势显示等。
为了能够提高高炉生产的安全性和生产效率，自动化控制系统必须能够对高炉的生产过程进行严密的监控，这个过程往往具备较大的数据量，生产的各个过程和步骤都得精确记录，包括设备故障和安全事故，并且能够及时绘制出历史趋势，为后续工作提供借鉴和参考。
高炉自动化控制系统应用和技术创新
高炉自动化控制系统应用和技术创新作者：顾严来源：《数字技术与应用》2012年第12期摘要：本文概述了ControlLogix控制系统在高炉控制系统中的配置和应用，同时简要介绍了对高炉控制系统的一些创新。
关键词：控制系统高炉 PLC中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0002-011、背景随着高炉生产规模的扩大，高度集中化的生产工艺，要求对生产过程全面控制和科学管理，对控制系统的监控和管理功能提出了很高的要求。
目前国内外工业控制系统应用中多以生产过程自动化，即生产设备控制、生产过程控制以及实时监控三个方面为主，在高炉自动化控制方面，国内外对控制设备的选用主要有DCS控制系统、PLC控制系统、DCS和PLC结合的控制系统等几种方式。
为实现高炉生产过程的全自动控制，我们从硬件和软件两方面进行了认真分析、比较，筛选确定出最适合高炉实际的控制方案。
最后确定控制系统硬件采用AB公司的ControlLogix控制系统， ControlLogix控制系统是一个先进的控制平台，它集成了多种控制功能以及最新的I/O技术。
网络采用5M高速ControlNet冗余网络进行数据交换与通讯。
网络结构采用主网，子网双层结构，这种结构保证了系统的实时性和可靠性。
2、系统配置经过以上考察分析，最后确定高炉控制系统由基础控制级、管理控制级和通讯软件构成。
2.1 基础控制级采用美国Allen-Bradley 公司的生产的ControlLogix控制设备，每个系统设计成主网与子网结构，每个系统都由冗余的ControlNet主网和冗余的ControlNet子网组成，每个系统由冗余的处理器、和冗余的监控站组成。
从而提高了控制系统的可靠性。
1# ControlNet子网完成槽下系统配料、混合料、物料的传输过程和监控。
2#ControlNet子网完成炉顶料罐装料、综合布料过程的控制及监控。
3# ControlNet子网完成炉身系统仪控设备状态的监视和混风温度调节、顶压调节、液位调节等过程。
高炉自动化控制系统的设计与实现
高炉自动化控制系统的设计与实现近年来，随着科技的进步和工业自动化的推进，高炉自动化控制系统得到了越来越广泛的应用。
高炉作为传统制铁工业的核心设备，其生产效率和产品质量直接影响着制铁行业的发展。
因此，为了实现高炉生产的自动化、智能化和高效化，需采用一系列先进的自动化控制技术，对高炉进行全方位控制和监测，从而保证高炉生产的稳定性、安全性和经济性，在提升生产质量和效益的同时降低生产成本。
一、高炉自动化控制系统概述高炉自动化控制系统是指采用计算机等现代化信息技术手段，对高炉全过程进行自动化控制和监测的系统，用于实现高炉生产过程中的数据采集、处理、分析和反馈。
其主要包括硬件设备和软件系统两个方面。
硬件设备包括各种传感器、执行器和可编程控制器等；软件系统则涉及到数据采集、处理与分析，控制命令的下达和反馈等一系列程序。
二、高炉自动化控制系统设计原则高炉自动化控制系统的设计需要符合以下原则：1.稳定性原则：保证高炉生产的稳定性和安全性。
2.高效性原则：提高生产效率，降低生产成本。
3.可靠性原则：保证自动化控制系统的可靠性和稳定性，减少故障率。
4.智能化原则：采用人工智能技术，实现自动化控制系统的智能化和自适应性。
5.可扩展性原则：考虑自动化控制系统的可扩展性，方便未来的升级和改造。
三、高炉自动化控制系统设计内容高炉自动化控制系统设计内容主要包括以下几方面：1.数据采集和处理：采用各类传感器对高炉运行参数进行实时采集，对采集到的数据进行预处理、计算和分析，并将处理后的结果反馈到自动化控制器中，从而实现对高炉全过程的监测和控制。
2.控制命令下达：将处理后的数据转化为控制命令，下达给各电气控制器和执行器，实现对高炉生产的自动化控制。
3.控制系统反馈：控制系统反馈是指将高炉生产过程中产生的各种控制参数作为输入信号反馈给控制系统，通过控制系统中的处理程序对各类参数进行分析，从而实现对高炉全过程的控制和监测。
4.自适应控制：采用自适应控制算法，根据实时采集到的高炉运行数据和自身学习能力，不断调整自动化控制系统的控制策略，以实现最优控制。
高炉自动化介绍
高炉自动化介绍一、引言高炉自动化是指利用先进的控制系统和自动化设备，对高炉的生产过程进行智能化管理和控制，以提高生产效率、降低能耗和减少人为误差。
本文将详细介绍高炉自动化的原理、优势、应用领域以及相关的技术和设备。
二、原理高炉自动化的原理是通过传感器、控制器和执行器等设备，将高炉内部的各个参数进行实时监测和控制。
传感器可以测量高炉内的温度、压力、流量等参数，控制器根据传感器的反馈信号，通过控制执行器，调节高炉内的气体流量、料层厚度等参数，从而实现对高炉生产过程的精确控制。
三、优势1. 提高生产效率：高炉自动化可以实现对高炉生产过程的精确控制，减少人为误差，提高生产效率。
自动化系统可以根据实时数据进行智能调控，使高炉运行更加稳定和高效。
2. 降低能耗：高炉自动化可以通过优化控制策略和参数，降低高炉的能耗。
自动化系统可以根据炉内温度、压力等参数进行智能调节，使高炉的能耗达到最低。
3. 提高安全性：高炉自动化可以对高炉生产过程进行实时监测，及时发现和处理异常情况，提高高炉的安全性。
自动化系统可以通过报警和紧急停机等措施，保护高炉和操作人员的安全。
4. 减少人工劳动：高炉自动化可以减少人工劳动，降低人力成本。
自动化系统可以代替人工进行繁琐的操作和监测，提高工作效率，减少人力投入。
四、应用领域高炉自动化广泛应用于钢铁行业的高炉生产过程中。
高炉是钢铁生产的核心设备，自动化技术的应用可以提高钢铁生产的质量和效率，降低生产成本。
同时，高炉自动化也可以应用于其他行业的高温熔炼和炼化过程中，如冶金、化工等领域。
五、相关技术和设备1. 传感器：高炉自动化中常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器可以将高炉内部的参数转化为电信号，供控制器进行处理和分析。
2. 控制器：高炉自动化中常用的控制器包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS （分布式控制系统）等。
控制器根据传感器的反馈信号，通过控制执行器，实现对高炉生产过程的控制。
高炉炼铁生产管理创新与技术进步
高炉炼铁生产管理创新与技术进步高炉炼铁生产是钢铁工业中的核心环节，对于保障钢铁生产的稳定运行和提高钢铁产品质量具有重要意义。
随着科技的不断发展和应用，高炉炼铁生产管理也在不断创新和技术进步。
一方面，高炉炼铁生产管理创新体现在全面推行先进的信息化技术管理系统。
通过引入现代化的信息技术和网络技术，实现高炉炼铁生产全过程的自动化、智能化、数字化管理。
比如应用远程监控系统，实现对高炉生产过程的实时监测和控制，提高运行效率和生产安全。
通过建立完善的生产数据采集系统和数据库，对生产参数进行精细化管理和分析，优化高炉操作参数，提高冶炼效率和产品质量。
高炉炼铁生产管理创新也体现在运用先进的控制技术和仪器设备。
比如采用新型炉温自动控制系统，实现高炉炉温的自动化控制，提高冶炼过程的稳定性和一致性。
引入先进的氧气喷吹系统，调整高炉内的气氛和温度，控制炉内化学反应的速率和方向，优化冶炼工艺，提高铁水质量和炉渣性能。
高炉炼铁生产管理创新还体现在优化人员管理和培训体系。
通过建立高炉炼铁生产管理团队，完善工作岗位、责任和权限划分，提高生产组织和管理效率。
加强人员培训和技能提升，提高员工的专业素质和工作能力，保障高炉炼铁生产的顺利进行。
高炉炼铁生产管理创新和技术进步的推动，对于提高钢铁工业的科技含量、资源利用率和环境效益具有重要意义。
通过信息化管理和优化冶炼工艺，可以有效降低生产成本和能耗，减少环境污染和能源消耗。
通过人员管理和培训的创新，可以提高员工的工作积极性和责任心，提升生产效率和工作质量。
高炉炼铁生产管理创新和技术进步还面临一些挑战。
首先是技术投入和成本问题，引进先进的信息化技术和仪器设备需要大量的资金和技术支持。
其次是技术应用和推广问题，尽管有很多先进的管理和控制技术可供选择，但是如何将其有效应用和推广到实际生产中仍然是个问题。
再次是人员培训和管理问题，高炉炼铁生产涉及各个专业和工种，如何统一管理和培训不同类型的人员也是一个难题。
印度布山1008m3高炉喷煤自控系统的研发与应用
印度布山1008m3高炉喷煤自控系统的研发与应用摘要:本文以印度布山钢铁有限公司1008m3高炉喷煤系统为研究对象,研发的自控系统主要功能是向1008m3高炉提高持续、稳定的煤粉。
本文从生产工作实际出发,结合印度布山钢铁有限公司1008m3高炉喷煤的实际情况,详细阐述了喷煤的工艺设计,及PLC可编程控制系统的系统配置和控制流程,利用Concept、IFIX软件进行系统硬件及软件的组态和编程,为控制系统的顺利实现提供了有利保证。
关键词:高炉喷煤计算机控制PLC系统1.概述高炉喷煤是高炉炼铁节约焦炭和实现清洁生产的有效措施,是有效的节能降耗项目,近年来得到很大的发展。
我公司于2008年对印度布山钢铁有限公司1008m3高炉喷煤系统进行自动控制系统的研发与应用。
新建布山钢铁喷煤制粉系统主要包括原煤储运、制粉、烟气炉、喷吹四部分。
自动控制系统均由PLC 实现,PLC选用Schneider TSX Quantum系列,设置监控站两个,用工业以太网络连接整个自动化控制系统,实现各设备元件的逻辑控制和计算机监控,并与高炉PLC 系统进行通讯,实现主要参数的数据共享。
2.需求分析与设计方向本项目完成对布山钢铁1008m3高炉喷煤系统的自动控制,目的是实现高炉的均匀、稳定、大喷吹的要求。
我们根据布钢的功能和性能需求完成软件制作并满足以下技术目标:(1)为了节约设计成本,采用电—仪一体化的设计思想,仪表控制与电气传动控制由一套系统完成。
(2)原煤储运系统设备自动控制,系统包括一条皮带机、两台振动给料机、除尘器、永磁除铁器等。
(3)制粉系统设备自动控制,系统包括给煤机系统、磨煤机系统、稀油站系统、布袋收尘器系统、主引风机系统、叶轮给粉机系统等。
(4)烟气炉系统设备自动控制,系统包括助燃风机、废气旁通阀、热风放散阀、高温风机、煤气快速切断阀、液化气快速切断阀等。
(5)喷吹系统设备自动控制,系统支持喷吹罐罐压自动调节、喷吹量显示、自动倒罐、阀门联锁控制、调节阀开度控制计算机手动方式和安全保护等功能。
高炉炼铁生产管理创新与技术进步
高炉炼铁生产管理创新与技术进步近年来，高炉炼铁生产管理创新和技术进步得到了突飞猛进的发展。
高炉炼铁作为我国重要的工业基础，是钢铁生产的关键之一，对我国经济发展起着举足轻重的作用。
管理创新方面，高炉炼铁生产采用了数字化、智能化管理模式和物联网技术。
以数字化为核心的管理模式在高炉炼铁生产中得到了广泛应用，通过计算机模拟、虚拟仿真等手段，可以实现对整个生产过程的监管和控制，提高生产效率，减少能源消耗和排放，降低环保压力。
利用物联网技术，高炉炼铁生产的数据可以实时采集、传输和处理，通过云计算和大数据分析，对生产过程中的关键环节进行控制和优化，使得生产过程更加稳定和可靠。
同时，智能化管理模式也有助于优化人员配备，减少人为干预，提高生产自动化程度。
这些管理模式的引入，不仅降低了生产成本，同时提升了生产效率和管理水平，让高炉炼铁生产更加智慧和高效。
技术进步方面，高炉炼铁生产引入了多项先进技术，如燃烧技术、热风炉技术、脱硫除尘技术、新型耐火材料技术等。
燃烧技术能够减少煤耗，提高炉温，增加产量，同时也有助于降低二氧化碳排放。
热风炉技术则能够增加炉温和热量利用效率，提高生产效益。
脱硫除尘技术可以有效减少二氧化硫和粉尘的排放，达到环保要求。
新型耐火材料技术则能够延长高炉使用寿命，降低生产成本，提高炉子效益。
此外，高炉炼铁生产在自动化和控制技术上也有许多创新。
例如，在高炉煤气调节系统、铁口开口机器人、自动脱硫系统等方面，都引入了自动化和控制技术，提高了生产效率和质量。
总之，高炉炼铁生产管理创新和技术进步的发展，为我国钢铁工业的可持续发展提供了坚实的基础，也为实现绿色制造、智能制造、高效制造提供了有力支撑。
未来，高炉炼铁生产将继续朝着数字化、智能化、绿色化、高效化方向发展，为我国经济发展做出更大贡献。
高炉控制系统分析与应用
工艺设备216 2015年18期高炉控制系统分析与应用李建韦北京三兴汽车有限公司，北京 100070摘要：高炉是一种具有悠久历史的成熟完善的炼铁工艺，其炼铁过程复杂，中间涉及固、液、气间的相互作用，这一系统具有大滞后、非线性、多变量的特点。
冶炼过程往往在煤气上升，炉料下降的条件下实现。
高炉的过程控制过去一直根据人们在生产中的种种经验来进行，难以实现长期稳定的炉况。
所以我们要分析研究高炉控制系统，通过现代化技术，监视和控制高炉生产，提高其自动化生产程度，降低工艺流程衔接时间，优化高炉过程的布料顺序，及时预报高炉工作状况，保证其稳定的冶炼流程，最终不仅可以提高冶炼效率，还可以极大程度地提高产品效率。
关键词：高炉控制系统；技术改造；设计中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)18-0216-02随着生产的发展，对高炉的要求越来越高，工作人员压力也越来越大。
所以高炉冶炼的操作人员急需从平常型工作中分离出来，学会让计算机系统去完成那些比较重要的或者常规的管理计算工作，比如计算热负荷，测定水温差等。
而操作人员则应该专注高炉控制系统的信息分析和应用，最后发现问题解决问题。
1 高炉控制系统1.1 工艺流程复杂度高炉炼铁是一系列发生在高炉内的比较复杂的化学还原反应，从炉顶投入炉料，热风炉加热鼓风机吹入的冷风，最后从风口鼓入加热后的热风，它将随着燃烧热气流向上运动，过程中和炉料相遇，在高温的作用下发生还原反应，形成生铁和炉渣，分别从出铁口、出渣口排出高炉。
高炉冶铁工程中，炼铁工艺是一个由许多个子工序拼接而成的复杂系统。
从高炉控制自动化的角度来看，高炉炼铁过程是以指挥工长为中心的多岗位，多工序，协调配合，分工进行的生产过程。
在这样复杂的生产系统中，任一环节出故障或问题都会影响整个冶炼流程。
最后结果，也会使高炉冶铁控制成为故障进程。
并且冶炼状态也会极度不稳定，高炉冶炼最后结果也将同预期大不相同[1]。
DCS控制系统在大型高炉上的应用
DCS控制系统在大型高炉上的应用一、前言上钢一厂新建2500m3高炉已于1999年10月8日顺利点火投产，该高炉在自动化控制系统方面充分吸收了国内、国外的先进经验，无论在控制系统的构成上，在控制功能上，还是在系统操作水平上，都处于当今世界先进水平。
二、工艺概况高炉年产生铁175万吨。
有烧结矿槽5个，块矿槽5个，杂矿槽4个，小粒度矿槽及小块焦槽各1个，焦槽5个，采用小粒度矿回收技术。
矿石和焦炭经中间料斗，经上料皮带机至炉顶。
炉顶为串罐式无料钟炉顶，采用高压操作技术，炉顶压力通过减压阀组进行调节。
煤气清洗采用一级重力除尘（DC）和两级文氏管（VS）湿式除尘。
高炉有30个风口，富氧、加湿送风，并采用了喷煤（PCI）技术。
分南、北双出铁场，有3个出铁口，用260吨鱼雷式混铁车运输铁水。
用英巴法处理水渣，南、北出铁场各设置一套水渣处理系统。
有四座内燃式热风炉，采用燃烧余热回收技术，燃烧高炉煤气；送风方式有单炉送风、冷并联送风、热并联送风三种。
三、自动化控制系统构成高炉采用美国西屋公司的WDPFIIPlus分布式控制系统（DCS）进行自动化控制。
该控制系统具有以下特点：1、通用性强，开放性好，能兼容不同制造商的自动化设备（如AB 公司PLC，遵从FF协议的智能仪表等）；并能通过TCP/IP协议与管理计算机实现通信。
2、控制系统所特有的分布式数据库结构，减少了集中式数据库所带来的风险，使用户能很容易地访问数据库。
数据库中的每一点包含了该点的全部信息，只要该点在数据库中定义，整个系统均可访问它。
3、与采用PLC+DCS结构形式的控制系统相比较，控制系统的分布式结构克服了电气和仪表专业分工明显，系统网络结构复杂，网络接口通信速度慢的缺点，使用户能更有效地利用系统资源，提高了系统的易维护性和控制的实时性，有利于实现三电一体化的目标。
纳入控制系统控制的工艺范围包括：高炉矿石及焦炭储备及输送系统，上料系统，无料钟炉顶系统，高炉本体系统，出铁场系统，煤气清洗系统，热风炉系统，水渣系统，煤粉制备及喷吹系统，并预留了炉顶余压发电（TRT）系统的控制设备。
透明工厂概念在烧结厂信息控靛一体化中的开发与应用
（ Ｌ Ｉ ） ，数据库服务器 、 Ｌ Ｉ ． ５ 级 服务 器 ， Ｌ ｌ － ５ 级 ６ ． ２好 的现场网络为创造全数字化 的开 服务器负责与 Ｌ ２ 级之间数据通讯与交换 ， 放 的信息控制一体化系统奠定 了基础 下达 Ｌ ２ 级服务器指令 。Ｌ １ 级数据库服务器 个好 的现场 网络架构 ， 可以快速和科 主要负 责 Ｐ Ｌ Ｃ与上位端 （ 服务器 、 客户机 ） 之 学 的使基础 数据构成有序 的数据集合 ， 形成 间的数据传输 、 数据存储 、 报警等功能 。 对本企业运营全面完整 的精确的描述 。 在 上 ４ ． ３客户端功能 级 的监控 中心 ， 可准确 的集 成主工艺 流程 客 户端采 用 Ｉ Ｆ Ｉ Ｘ ５ ． ０上位监 控 软件 ， 主 中各 种先进 控制 技术专 用 的数 据集合 的在 要 完成 对原 料系统 、 燃料 系统 、 烧结配 料 系 线应用 ， 达到 数字化实现 系统的高精 度 ， 高 统、 烧结 冷却 系统 、 成 品筛 分系 统设备 的检 闭环调控 的目标 。
摘 要： 烧结 是钢 厂 的基 础环 节 ， 是 生产 高 品质 钢材 的 源 头 ， 随着 Ｉ Ｔ技 术 、 高端 计 算机 技 术 、 虚拟 技 术 以及 各种 高端 的先 进 控 制技 术的迅 猛发 展 ， 只有创 建 最现 代化 最科 学 的 自动 化控 制技 术 ， 才能 建造 经 济持 续发展 的新 型企 业 。
关键词： 透 明 工厂 ； 信息 控制 一体 化 ； 以太 网
中图分 类 号 ： Ｔ Ｆ ０ ８
ｌ 概述
文献 标识 码 ： Ａ
随着 自动化控制水平 、 网络技术 和 Ｗｅ ｂ 技术 的飞速发展 ， 烧结 厂设备 控制水平和 工 程方 案也在不断进 步 ， 烧结厂 管理信息 和控 制系统的一体化无缝连接也必将成为未来 烧结厂管控系统的发展趋势 ，传统烧结厂 的Ｐ Ｌ Ｃ控制系统也必将 向这一趋势靠拢 。 ２透明工厂概念 为了解决复杂 的 自动控制及信息 管理 ， 提高系统 的信 息化程度 ， 施耐 德电气公 司提 出了透明工厂的概念。 透 明工厂解 决方案完 全基于目 前开放的 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ以太网技术， 其应 用 层 采 用 工 业 控 制 领 域 的标 准 、开 放 的 ＭＯ Ｄ Ｂ Ｕ Ｓ 协议 。使用户彻底摆脱了非标准 的、 封闭的专用工业 控制 网络 和现场总线 技 术的束缚， 提供用户大量成熟的各种工业级 网络设备 ，同时支 持用户选择 Ｉ Ｔ行业 通用 的标 准网络产品 。 ３烧结厂生产 工艺概况 烧结工艺 由原 料混匀供料 、 燃料熔 剂破 碎及 筛分 、 烧结配 料 、 混 合制 粒 、 烧结 冷却 、 成品整粒 、 抽风 除尘和冷热 返矿循环 等系统 组成。除尘灰、 混合铁矿粉、 燃料、 熔剂和返 矿经按计算好比例经过配合后 ， 送到混合机 进行 润湿 、 混匀 和制粒 ， 混合 好 的物料 由布 料器铺到台车上进行点火后抽风烧结， 烧结 矿热破筛分 后进入 带式 （ 环式 ） 冷却 ， 经整粒 分出 １ ０ － ２ ０ ａ ｒ ｍ的烧结矿做为铺底料，小于 ５ ｍ ｍ的作 为冷返 矿返 回到烧 结配料 室参加 配料 ， 大于 ５ ｍ ｍ的作 为成品矿直 接 南胶带 机送往高炉或储存 。 ４基 础 自 动 化控制系统 ４ ． １ 控 制系统概述 基础 自动化 控制 系统 是保证 烧结 正常 生产 的关键 ， 其 主要任 务是 ： 根据 Ｈ Ｍ Ｉ 的操 作指 令和 现场各 检测 器 的信号 完成各 个工 艺设 备或 者工艺 过程 的顺 序控制 和 Ｐ Ｉ Ｄ调 节控 制 ； 进行 工艺过程及 设备状态 的实时数 据采 集 、 整理 ， 然后 传送到过 程控制级 ； 完 成 各工艺过程及设备的故障报警处理及显示 。 基础 自动化控制 系统采用 了先 进 、 可靠 的硬 件控 制及 网络 设备 、 可靠 的检 测仪表 、 智 能 的设备管理 及故 障监测 软件 ， 操作 Ｈ Ｍ Ｉ 具有 方便 、 快捷和友好 的人 机界面， 实现 了网络 数 据通讯一体化， 具有快捷、 高速 、 大容量和开 放的技术性 、 调 节和在线诊断故障报警 。 ５先进技术的应用 ５ ． １采用嵌入式技术 采用嵌人 式技 术 ， 将 过去的 Ｆ Ｃ Ｓ 、 Ｄ Ｃ Ｓ 、 Ｐ Ｌ Ｃ 、 Ｇ Ｉ Ｓ 、 Ｏ Ａ Ｓ 办公 自 动化系统 ， 所有现场测 控系统 及主工 艺流 程所 应用 的先进 控制技 术 都 纳人 “ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ＋ Ｒ Ｔ Ｅ ＋ Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 协议” 为 主 要模式的信息控制一体化系统 中去 。 ５ ． ２人机接 口 共享化 采用可 靠性 高 、 速 度快 、 容量 大的高 档 服务器 ， 操作 系统 具有 系统 开放 、 通 用性 强 的特点 ， 利 用最新一 代 网络设 备 （ １ Ｏ Ｏ Ｍ ｂ ｉ ｔ ／ ｓ ） 光纤 以太 网） 将 系统各种 硬件设备 （ 服 务器 、 Ｐ Ｌ Ｃ 、 客户端 ） 联 接起 来 ， 完成 各种数 据 的交 换任务 ， 实现 了网络系统 共享 、 资源共享 、 信 息共享。 ５ ． ３网络故 障诊断 由于该 系统 网络 庞大 、 复杂 ， 为保证 其 安全 、 稳定运行 ， 网络故障诊断尤为重要 。 为 此 ，在 Ｏ Ｐ Ｃ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 终端上开 发 了网络故 障 诊断功能 ， 实时检测 网络系统故 障 ， 如： 数据
高炉自动化控制系统
高炉自动化控制系统作者：吴世亮陈宁来源：《数字技术与应用》2011年第03期摘要:高炉控制系统主要包含高炉本体控制、给料和配料控制、热风炉控制,以及除尘系统控制等。
高炉炼铁自动化控制系统就是保证炼铁生产过程的连续性和实时监控性,进而保证高炉操作。
关键词:高炉自动化控制系统中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0013-02高炉自动化控制系统具有组成设备多、位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,基于PLC的高炉控制系统,在考虑高炉炼铁系统特点和要求的基础上,充分利用了PLC可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、易于使用等方面的优势,给出了针对性强和个性化的解决方案。
1、系统设计高炉控制是集机械、电气控制和计算机应用为一体的技术,采用以PLC为核心的,集中与分散相结合的自动化控制系统,系统由1个中央控制室和上料系统、高炉本体、热风炉、除尘等四个控制站组成,通过高速100Mbps光纤工业以太网进行数据通信,自动化过程监控系统的布局及网络结构如图1。
料批控制程序及选仓配料控制、料流调节阀开度控制及溜槽倾动和转动控制为重点;料车卷扬、探尺卷扬、布料器倾动上料系统、热风、布袋除尘,既要满足基本工艺要求,还要满足设计提出的工艺要求。
为了适应工艺操作,在各控制站设槽下及上料操作站、高炉本体操作站、热风炉操作站和布袋除尘操作站。
所有的数字量输出点都采用继电器与外部设备进行电气隔离,模拟量输入输出信号都采用带光电隔离的模块。
1.1 通信网络对于高炉自动化控制系统而言,自动化系统主要由二级控制系统和二层通讯网络构成。
这样的系统布置也是为了在生产的过程中保证系统的完整性和合理性,确保系统自动运行。
整个通信系统使用的是工业以太网,各个操作室都可以独立完成各自的任务,根据生产上的临时需要,各自独立的控制,每个操作台与中央控制室采用高速工业以太网连接进行信息传递,这样就可以真正的做到资源共享,互调数据等,同时构成了完整的过程监控系统。
“透明工厂〞理念在大型高炉控制系统的开发与应用
“透明工厂〞理念在大型高炉控制系统的开发与应用一、概述“透明工厂〞理念是近年自动化控制领域新提出的控制观念，该观念是针对一个大中型的消费经过，通过网络架构、PLC控制器、智能仪表等控制设备，使各个工艺经过、工艺环节成为一个有机的整体，该体系构造允许最终用户将其设备运行到一个更高的程度上。
到达智能、半智能化的消费经过和产品调配，各级用户可以凭借受权等级通过上位监控机〔HMI〕理解、把握和实际操纵，到达消费的高度透明化、开放化，进而大大减少系统集成的工作量，降低了车间操纵人员和调度员的劳动强度，进步了企业当代化治理的程度。
透明工厂是建立在新的信息技术〔IT〕和通讯技术根底上的，这些技术包括OPC开放软件标准和WEB技术等。
主要包含三方面的内容：基于TCP/IP以太网的通讯、WEB形式的网络应用和面向对象的编程。
济钢新近投产的3＃1750m3高炉工程的自动化系统开发就是本着“透明工厂〞的理念，基于AB控制系统开发完成的。
该工程自动化系统采用二级计算机控制系统，一级为根底自动化系统，以AB公司controllogix系列PLC为核心，监控软件RSView SE为实时监控系统完成电气传动控制、仪表经过控制，使用网络技术构成基于控制器的分布式控制系统，监控站采用客户机〔Client〕/效劳器〔Server〕构造。
二级为经过计算机系统，二级计算机系统采用客户/效劳器构造，实现炼铁的工艺技术参数计算等。
一级和二级之间通过网络进展通讯，通讯协议完全开放，在上挂总公司主干网，可以与MES〔制造执行系统〕和ERP〔企业资源方案〕无缝的连接。
二、网络拓扑构造网络系统运行在平安稳定的环境中，是“透明工厂〞理念应用是否成功的关键，设计中我们采用环形和放射性组网结合的原那么，对高炉消费影响指数高、上下数据传输量大、工艺环节联络严密的子站，采用冗余的环形组网。
对辅助系统，下行数据量小的系统，采用放射性组网方式。
同时，为了最大限度的使系统“透明化〞，一些具备网络功能的智能仪表、控制器和其他厂家的PLC，也通过相应的通讯模板上挂以太网。
高炉电气自动控制系统设计实现
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·76·文章编号：2095－6835（2015）10－0076－02高炉电气自动控制系统设计实现俞 浩（中冶赛迪电气技术有限公司，重庆 400013）摘 要：由于电气自动控制系统的应用能够提高工作效率与生产质量，减少成本支出，因而越来越受到人们的高度重视。
首先阐述了高炉电气自动控制系统的设计思路，分析了高炉生产工艺及控制系统，然后结合高炉生产的实际情况，讨论了炉电气自动控制系统设计的实现，希望对相关研究领域提供帮助。
关键词：高炉；自动控制；系统设计；控制系统中图分类号：TM571 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.10.076随着科学技术的快速发展，现代电子信息技术逐步在高炉生产中得到了应用。
钢铁高炉作业具有较高的要求，需要连续作业，因而急需对电气自动控制系统进行优化，以更好地监控设备操作及运行情况。
高炉电气自动控制系统的实现对提高生产工艺水平、确保设备系统高效运行及提升生产效率等具有重要意义，因而，加强对高炉电气自动控制系统的设计研究十分必要。
1 高炉电气自动控制系统设计思路在高炉日常作业中，电气自动控制系统的设计与控制方式具有科学性，通常会应用较为开放的结构。
对于高炉电气自动控制系统而言，其基本的设计思路就是高性能与低成本，从而提高生产效率，节约能源，促进企业发展。
通过分析我们可以知道，高炉电气自控控制系统的最大优点是具有分散性，主要表现为网络分支体系的构建，各个分支凭借网络与主站相连接，在减少电缆数量的同时，也利于日常维护，从而能够降低成本的支出。
高炉电气自控控制系统具有一定复杂性，是由多个系统和构件组合而成，在以往的系统设计中，会呈现出多个较为独立的系统，这样不利于一体化的实现，无形当中增加了系统操作与控制的难度。
但是随着科学技术的发展，当前在电气自动控制系统中，经常会采用PLC系统。
马钢四铁厂高炉TRT控制系统
独立于计算机的安全联锁系统，并能实现自动和手 动操作。
（3）投资少 由于整个控制系统采用三电一体 花设计的 方 式，因 此 减 少 了 控 制 元 件 和 备 品 备 件。
4.5 TRT 的运转控制 透平发电机从启动、升速并网发电，正常停机和
另外，控制方式的修改、改进，只需修改软件，不需要 增加设备和投资。
高炉炉顶压力控制系统从控制系统的结构上来 看，可分为 TRT 设备启动时、运行时和紧急停车时 的控制系统。
4.l.l 正常投运过程 本系统不改变原有炉顶压力———减压阀组控制 回路，只在原有系统上并一个调节回路来控制 TRT
系统中的可调静叶，在不改变高炉操作的情况下，利 用可调静叶实现自动控制炉顶压力。正常机组投运 !并网!升功率过程中炉顶压力由高炉煤气侧计算 机（现有 WDPF 系统）控制；升功率结束后，TRT 与减 压阀组并列运行时，送入 TRT 侧的炉顶压力测量值 与高炉顶压控制回路的测量值为同一信号；同时将 高炉顶压控制回路的设定值减去一个允许的偏差各种参数的超限及设备的故
障诊断都能发出报警信号，并将超限的参数和故障
范围减小。
6 TRT 采用计算机控制具有的特点
发生的部位显示出来。 紧急停机情况下能实现自动停机，并记录打印
（1）可靠性提高 由于整个控制系统采用三电 一体化设计、编程、调试，减少了控制元件及接线，避
收稿日期：2001-09-02 作者简介：曹 烈（1970-），男，安徽人，工程师，从事计算机控制 系统的设计与研究工作。
图 2—1 TRT 控制系统工艺流程图
3 TRT 的计算机控制系统
TRT 的 计 算 机 采 用 ABB 公 司 的 FREELANCE2000 控制系统，该系统将所有模拟量信号和 电气专业的联锁及控制信号全部纳入其中，实现了 自动化仪表、电气及计算机的一体化控制，取消了以 往几个专业之间的联系信号的接线，方便了维护，提 高了系统的可靠性。 3.1 硬件配置
高效低耗特大型高炉关键技术及应用
过 8 亿元。每年仅由于燃料消耗降低为钢铁企业用户带来节能效益超过 12 亿元，CO2 减排 超过 293 万吨。
此外，本项目所取得的一整套覆盖特大型高炉工艺理论、设计体系、核心装备、智能 控制的关键技术，对其他级别的中大型高炉同样具有很强的适用性，已在近 30 座 2000 m3～ 3000m3 级高炉推广应用，极大的推动了我国高炉的大型化发展。
主要知识产权证明目录
知识 产权 类别 发明 专利
发明 专利
发明 专利
发明 专利
软件 著作 权
发明 专利
实用 新型
实用 新型
实用 新型
实用 新型
知识产权 具体名称
顶燃式热 风炉陶瓷 燃烧器
一种高炉 炉顶布料 器复合液 压控制系 统 一种高炉 炉腹部位 的冷却工 艺 一种高炉 炉渣处理 装置
中冶赛迪 高炉过程 控制应用 软件 V01
（3） 住房与城乡建设部：依托本项目成果完成的“宝钢三号高炉”获得 1999 年国家优 质工程金奖。
（4） 住房与城乡建设部：依托本项目成果完成的“宝钢二号高炉易地大修工程设计”获 得 2007 年国家优质工程金奖。
（5） 住房与城乡建设部：依托本项目成果完成的“太原钢铁（集团）有限公司三号高 炉易地大修工程设计”获得 2008 年全国优秀工程勘察设计金奖。
中冶赛迪工 程技术股份 有限公司
中冶赛迪工 程技术股份 有限公司
赵瑞海 张昭贵 钟星立 杨勇 王贤
吴卫、刘勋、李军、丁常 红、赵渭康、郑军、王 劲松
有效 有效
中冶赛迪工 程技术股份 有限公司
中冶赛迪工 程技术股份 有限公司 中冶赛迪工 程技术股份 有限公司
伍积明 胡显波 李少强 罗凯 廖川 邹忠平 陈 映明 王建同 贾娟鱼 李云华 郭隆 王刚
高炉自动化(控制)技术的进步和发展-文献综述
高炉自动化（控制）技术的发展1引言高炉生产是一种规模大、要素多、要求严格的冶炼过程。
首先配料必须准确，一旦出现差错，将严重影响炉况，导致高炉休风、甚至停产。
还有，设备之间要有严密的联锁控制关系，如果控制失调，将出现槽下跑料现象，轻者浪费原料、人力，重者将导致料车不能正常装料，迫使高炉休风、停产。
另外，上料系统必须快速严谨，如果上料慢，赶不上料线，影响产量，而上错料，高炉将不能正常生产，甚至得拉风、休风。
总之，高炉是炼铁生产的核心设备，其良好的运行能为后续的生产过程提供充足而优质的原料保证，这对控制系统的可靠性提出了较高的要求。
高炉在钢铁厂处于咽喉位置，须及时和稳定地供给炼钢工序合格的铁水，故其能稳定、有序、准确的工作是很重要的而自动化控制技术的进步必将为此做出新的贡献。
高炉具有流程工业的特点，其自动化功能基础上是以连续控制，批量控制，物流处理为主要内容。
以优化过程为主要目标。
而且由于高炉生产连续性的要求，在自动化控制系统设计及设备选择上有高可靠性及应急处理的要求。
生产过程中危及人生安全的有毒气体的产生及爆炸的可能，在自动化控制系统设计及设备选择上有防止危险产生的措施。
2高炉自动化技术的简要回顾高炉自动化技术的发展是随着工艺技术和设备的发展而进步的。
高炉炼铁技术历史悠久，随着近年来Corex、Finex等融熔还原炼铁技术的发展，炼铁技术逐步多样化。
但现代化高炉投入更少，产能更大，特别是高炉炼铁的能耗持续降低环境条件大幅改善。
焕发出了新的活力，体现出越来越强的生命力。
在传统高炉炼铁工艺中通过许多模拟仪表来监控炼铁生产过程。
它包括高炉本体及热风炉众多温度、压力、流量数据的监测，综合鼓风的风量、风压、风温、富氧量等参数的检测控制，以及上料和炉内布料过程模拟显示盘等。
为了实现高炉生产工艺的自动化控制目标，不断地推进计算机在高炉生产工艺中的应用。
到20世纪80年代，实现了以微机为核心的PLC或DCS控制系统取代高炉传统电器和仪表作为基础自动化控制的目标，实现了高炉和热风炉本体参数、槽下配料称量、上料及炉顶布料、煤粉喷吹等工艺参数的集中监控。
高炉家：系统才是成功之秘
高炉家：系统才是成功之秘
刘政
【期刊名称】《新食品》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】综合来看，高炉家的成功关键是系统竞争力突破的结果；而沿着成功的足迹，按照现有的方法在“家文化”上继续演绎却未必明智。
【总页数】5页(P86-90)
【作者】刘政
【作者单位】共同营销咨询公司客户总监
【正文语种】中文
【中图分类】F426.82
【相关文献】
1.股份炼铁厂#高炉流铁沟除尘系统改造成功 [J], 周海成
2.首钢长钢9号高炉风机软启控制系统成功升级改造 [J], ;
3.新技术、新工艺在重钢2500m3高炉系统的成功应用 [J], 鲁德昌
4.30家高效益企业成功之秘 [J], 邹凤岭
5.陕钢龙钢公司高炉喷煤除尘与收集系统成功实现整合 [J],
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PLC发明史
PLC 发明史：一切从创新开始或许40年前的迪克·莫利(Dick Morley)先生不会想到，他所发明的PLC 在今天会得—到如此广泛的应用，并已经成为工业自动化控制系统的代名词；而他所创造的Modicon 品牌(Mo dular Di gital Con Modicon 的发展历程璀璨而又炫目：1968年，研制了世界上第一台PLC ——Modicon084，开启了工业控制的PLC 时代；1979年，诞生如今厂泛应用的工业自动化现场总线MODBUS ；1997年，将以太网引入透明工厂Transparent Ready ；2005年，开发出了基于Modicon 系列PLC 产品的软硬件自动化平台Unity ……troller)在走过40年的历程后，也已经是工业自动化最具影响力的品牌之一，同时也是世界500强公司施耐德电气旗下利润增长最稳固的产品家族。
施耐德电气中国区工业事业部总监修德华先生如此评价Modicon ：“作为施耐德电气品牌下的重要产品家族，Modicon 是工业自动化领域的一个传奇。
自1968年Modicon084诞生以来，以PLC 为代表的工业自动化技术快速发展，并广泛应用在现代化工厂的各个领域。
而由工业自动化所带来的生产效率的提高，更是极大的丰富了我们的物质生活。
”2008年11月21日，全球能效管理专家施耐德电气在北京召开“2008施耐德电气自动化论坛暨Modicon 用户大会”，将Modicon40周年系列庆典活动推向高潮，超过200名Modicon 的用户应邀见证了这一历史性时刻。
同时，论坛还邀请了Modicon 的创始人，被誉为“PLC 之父”的迪克·莫利先生与中国的Modicon 客户就PLC 发明及工业创新等话题展开讨论与交流。
论坛上，修德华先生讲到，“作为施耐德电气品牌下的重要产品家族，Modicon 从1978年首次被首钢2号高炉自动化系统项目采用开始，就一直致力与中国的客户一起成长，为中国的工业建设和制造业发展服务。
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为核心 ．监控软件 ＲＶｅ Ｅ ｓ ｉ Ｓ ｗ
补水 ．控制膨胀罐液位在正常范围 同 时有事故补水系统： （） ５ 热风炉部分： 包括 ３ 座热风炉 和一座液压站 ．实现了热风炉换炉、燃
烧、送风、自动寻优等功能：
（） ６ 原燃料系统：原燃料计量 、球
团供料、烧结供料、生矿供料、焦炭供
料：
（） ７ 水处理系统： 软水系统、 净水循 环系统、炉役后期供水泵站。
炉顶气密箱及罐压 控制系统 ：多环布 料、炉顶料罐及上料 系统检测与控制： 炉顶液压站、 调节阀液压站、 干油站、 稀
油站：探尺直流控制：
３ 原燃料管理 ．
波动、料线过低、炉缸状态、煤气利用
（） ３ 炉身部分： 自动控制、 调节炉顶
压力，控制高炉的出铁质量：
（） ４ 冷却壁部分： 控制高炉冷却水 ． 保护高炉本体。控制膨胀罐压力 自动
系统） ＥＰ 企业资源计划） 和 Ｒ（ 无缝连接
．
使系统 透明化” ，一些具备ｂ络功能的 － ］
智能仪表、控制器和其他厂 家的Ｐ Ｃ． Ｌ
Ｔ程的自动化系统开发就是本
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１。 Ｅ 送 Ｌ Ｅ系 ０Ｍ Ｉ ｌ 入３ Ｒ 统 ０ ｈ Ｉ 或 Ｐ 。
四 过程控制层完成的主要功能
过程控 制层主要完成过 程数据 的
（） ２ 槽存量管理 ：根据实际上料数
据 ，管理原燃料槽存量等数据 ，低于规
定量时进行报警。
该高炉自动化系统自２０ 年８ ０ ５ 月投 运 以来 ．运行良好。从实际生产运行情 况看 ，由于 明工 厂 透 理念的成功应
Ｉ
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作 为最新的实时控
制条件输入。
为实时监控系统完成电气传动
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络技 成基 制器的 术构 于控 分布
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控制、仪表过程控制 使用ｂ － ］
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透明化， 开放化． 从而大大减少系 统集成的工作量． 降低了 车间 操作人员和调度员的 劳动强度． 提高了企业现代化管理的水平。
关键。设计中我们采用环形和放射形组 网结合的原则 ．对高炉生产影响指数
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采用客户机 ／服务器结构 ，实
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炭统焦系及料皮料批周 系、丁统上主带气 电设 备 的控制 ，完成高炉的供配料 （
（） ２ 炉顶部分： 对炉顶布料系统及 有关部分的检测与控制：炉顶打水系统： 部温度数据、炉体各部冷却水流量数据、
系 统集成与 信息化 工厂
（） ４ 系统数据库：在线数据库、历
喷煤数据、出铁场渣铁数据、冲渣数据、
热风炉系统过程数据。
史数据库、 炼知识数据库。 台
（） ５ 高炉异常炉况报告： 包括滑料、 压力损失、渣皮脱落、料面倾斜、炉温
期程Ｉ 蕈 堂 精 终 席 嘉 ｊ 聿 矿 干 ５ 呈Ｉ
等。一级和二级之间通过网络 济 寄 对程计 机襄统 重简 钶Ｊ 炉 革 配 母
ＩＡ ｏＩ１０ ｏ． Ｉ Ｖ ． Ｎ ４
石系统供配料程序 焦炭供料程序） ：
维普资讯
大 型高炉控制系 统成功开发、 应用“ 透明工厂” 理念
维普资讯
嘲 蒹集与 德能 的 统成 厂崽 王
ｆｌ■Ｔ功开发 应用“ 透明工厂＂ 理念
陈辉 倪守生 严莉 张海生
姜键词 ．挢明工广 高炉 网络拓ｔ ｌ ，
陈辉先生 济钢规划设计院电气科工程师：
编者按：透明工厂” “ 理念是近年自动化控制领域新提出 倪哥 先 工 ：Ｉ 士一明 生 生 两 桎帅 ， ‘ 剌 埋 的控制观念． 该观念是针对一个大中型的生产过程． 通过网 工 ： 海 先 助 工 师 程师 张 生 生・ 理 程 。 络架构， Ｌ 控制器、 ＰＣ 智能仪表等控制设备。 使各个工艺过
高 卜 下 棍 侍 揄量 六 工 环 节 联 系 紧
密的子站 ，采用冗余的环形组网 对辅
一
桶 诛 ｝
济钢新近投产的 ３＃ １５ ｍ 高炉 ０ 。 ７
进行通信，通信协议完全开放， 向上挂 助系统， 下行数据量小的系统 ． 采用放
总公司主干网 可实现与Ｍ Ｓ 制造执行 Ｅ（ 射形组网方式 。同时 为了最大限度地