高炉喷煤喷吹自动化控制系统软件设计
高炉喷煤自动控制系统
高炉喷煤自动控制系统姚瑞英喷煤控制系统由烟气炉、原煤储运、制粉、喷吹四部分组成，主要实现了生产工艺设备的自动/手动控制及保护、工艺数据的自动采集和处理、PID回路的自动调节、工艺画面动态显示、历史和实时趋势显示纪录、紧急停喷报警等功能。
系统介绍 1 硬件配置系统采用Modicon TSX Quantum系列可编程控制器，烟气炉有一套单独的PLC系统，原煤储运、制粉、喷吹公用一套PLC系统，并采用远程I/O网络结构，原煤储运为主站，通过同轴电缆连接制粉、喷吹两个远程站。
两套PLC均通过以太网进行通讯。
2 软件配置运用Concept2.5软件对PLC系统组态编程，画面监控软件选用IFIX软件。
3 网络结构喷煤PLC系统包括烟气炉PLC系统和高炉喷煤PLC系统，如图1所示。
每个控制系统通过以太网进行数据传输和现场设备的控制。
共设两个控制室，5台上位机，其中烟气炉、制粉、喷吹以及主引风机高压变频监控站在一个控制室，原煤储运单独在一个控制室，各上位机之间通过交换机互联，其中由于原煤储运控制室距另外的控制室较远，为确保数据传输的准确性，两台交换机通过光纤介质互联，其他上位机及PLC之间通过双绞线互联。
高压变频监控站通过MB+网控制变频器的频率。
图1 喷煤系统网络拓扑该网络结构有两种方式可以为将来与高炉联网做准备，一是交换机预留光纤口，通过光纤与高炉进行数据通讯；二是通过CPU的MB+口进行数据通讯，实现数据的透明化。
工艺控制 1 原煤储运系统该系统包括8条皮带机、1#～4#圆盘给料机，1#、2#电磁分离器、犁式卸料器，主要负责向1#、2#原煤仓上煤。
根据现场设备情况，可以选择4个圆盘给料机中任何一个或两个圆盘给料机同时给1#或2#煤仓供料，这样共有12个料流可以选择，被选中的皮带则根据料流的方向逆启顺停。
操作人员根据原煤仓需煤量的大小选择相应的料流。
当某一料流运转时，从画面将程序打在“联动”位，若该料流的任一设备出现故障，则系统联停，设备停止顺序与启动顺序相反。
浅谈PCS7控制系统在高炉喷煤中的应用分析
80研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2021.04 (下)高炉喷煤工艺系统能够有效降低入炉焦比，继而对生产成本、进度等进行控制优化，高炉喷煤系统也存在较为严重的粉尘污染，这需要引起技术人员的重视，在高炉喷煤工艺流程中，如果喷煤量控制在较小的水平，则往往需要使用常规仪表系统进行控制。
当前，随着信息化技术的普遍化应用，高炉喷煤系统的自动化也越来越复杂、大型化，一般采取稳定性较高的集散控制系统是实现恶劣环境下高炉喷煤工作的关键，其中西门子PC7S 控制系统在高炉喷煤中的应用能够很好地满足工艺技术标准要求。
1 高炉喷煤工艺及要求1.1 工艺简介南阳汉冶特钢二期喷煤制粉项目为3#高炉配套项目，项目规模为日产1500T 煤粉，该高炉喷煤制粉工艺主要有三大子系统构成，即制粉、收粉、喷吹，主要生产工艺如图1所示，包括废气加压、加热炉、磨煤机及公辅系统、给煤机、布袋收粉器、主引风机等组成。
其中，控制系统采用了西门子的PCS7V9.2系统，使用效果良好，取得了较好的经济效益和社会效益，具有推广使用价值。
浅谈PCS7控制系统在高炉喷煤中的应用分析韩书峰（南阳汉冶特钢有限公司，江苏 南京 474550）摘要：随着我国信息化技术的发展，电子信息化技术被广泛应用于工业生产制造中，本文针对汉冶特钢3#高炉二期喷煤制粉项目，重点介绍了西门子PCS7软件控制系统具体应用；首先介绍了高炉喷煤工艺要求，其次，对PCS7在STEP7模式下的编程应用、PCS7集成WINCC 的使用方法进行分析，以便为同业人员提供参考依据。
关键词：控制系统；高炉喷煤；应用中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）04（下）-0080-02图1 高炉喷煤工艺图1.2 工艺要求加热炉：加热炉利用天燃气作为点火气源，利用高压电子点火器进行点火，有火焰检测装置进行检测点火及燃烧情况，点火后通煤气与助燃风进行加热，煤气与助燃风按一定比例进行调节，同时，控制热风炉的温度，控制策略采用双限幅交叉PID 控制理论进行调节，加热炉控制由一套独立的S71200CPU 进行控制，与制粉S7414-5PLC 进行通讯，以进行数据集成和监控。
天铁高炉喷煤清堵自动控制系统的设计
为满足高炉生产 的工艺要 求 ， 方便喷煤工 的使用 ＿ 和维护 ， 一 我们充 分利用 现有设 备进行 改造 ， 改造后 系
＿ 统的主要功能如下 ： √（ ） 在 线实时检测煤 枪 中的流量 ； １ （ ） 准确判断煤枪是 否有 堵塞趋势 ，并能及 时处 理 ２
低频交流 电压 ， 波传感器检测到运 动介质 的数 即微
Ａ ） 图 ２ ＡＩ 见 Ｅ１ 。
３２ 自动 吹 堵 ．
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３ ． 主要功能块说 明 ．１ ２
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Ｔ Ｎ为定时器 ，Ｔ Ｏ Ｃ Ｕ为计数器 。
３ ． 程 序解 释 ．２ ２
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度， 提高 了设 备 的 自动化控制 水平 ， 得 了 良好 的经 取 济效益 和社会效益 。
（ 稿 收 ２１—３ １ 责编 ０ ０—７ １ 赵实鸣 ）
量和流速 （ 即煤粉浓 度和流速 ） 。被检测 的介质 数量 （ 即煤粉浓度 ）与反射 波幅度成正 比例关 系。煤 粉来
时、 过、 经 远离 微波源 的反射 波频率 变化可 反映 管道 内的流体 的速度变化 ，对应输 出 ４ ２ Ａ的电流信 ～ ０ｍ
号 ， Ａ表示浓度 为零 ，０ｍＡ表示浓度最大值 。 ４ｍ ２ ２ ． 模数 转换 器 ．２ ３
代价格 昂贵 的焦炭而节约资金在 ２０万元 以上 ， 多 ０ 仅
根据生产需要 ， 时候需 要停煤 。这时候 支管无 有 煤， 和堵塞情况相 似。这就要判断到底是堵塞 还是停
煤， 以便做 出正确 的处 理 。程序选 择的是 随机 抽取 ５
高炉喷煤系统自动控制应用
高炉喷煤系统自动控制的应用摘要高炉喷煤系统的自动化系统控制在高炉生产中已广泛运用，但自动化软件的编程、系统的组态、自控系统的调试在施工单位运用较少。
本文根据蒙丰工程全面阐述了喷煤系统的软件编程、自动化组态及整个喷煤系统的自动控制。
供施工技术人员参考。
关键词自动化软件编程系统组态系统配置1．前言高炉喷煤系统自获得成功以来，很快在国内普遍推广应用，并且高炉喷煤工艺及其相关技术得到了迅速发展。
尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术给高炉生产注入新的生机。
高炉喷吹煤粉，是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。
国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高，对焦炭需求量也日趋增加，由于国内焦煤资源逐渐减少造成冶金焦价格的不断上涨。
因此，高炉喷吹煤粉是现代高炉炼铁生产降低成本的重要技术之一。
进一步减低生铁成本的途径之一是实现高炉喷煤，对高炉喷吹煤粉代替部分焦炭。
因此高炉设高炉喷吹煤粉工程。
喷煤工程设计指标将达到180kg／t铁喷煤比能力。
喷吹煤种按全烟煤的浓相输送设计。
喷煤工程建成以后，具备可以喷吹单一的无烟煤或烟煤，或喷吹两种不同挥发份、按不同比例组成的混合煤。
并且根据高炉喷煤达到最大喷煤量的需要，应向高炉提供1～3％的富氧率，以及采取各种措施提高高炉热风温度。
随着喷煤系统工艺水平的不断提升，对自动化控制的要求就越来越高。
本文是根据蒙丰特钢工程喷煤系统自动化控制的配置进行分析和阐述。
2．工艺流程蒙丰特钢高炉喷煤工程系统自动控制系统分为三大部分；热烟气系统、制粉系统和喷吹系统。
热烟气系统主要包括烟气升温炉、高炉煤气管道、助燃空气管道、热风炉废气管道、冷空气管道。
制粉系统：包括一个原煤仓，一台密闭式称重皮带给煤机，一台中速磨煤机，，一台热风炉烟气引风机，一台助燃风机，一台布袋收粉器，一台主排烟风机和一个煤粉仓。
喷吹系统：内设两个喷吹罐，两个喷吹罐轮换向一座高炉喷煤。
两个喷吹罐交替向高炉连续喷煤，两根喷煤主管的出口管合并一根主管，在高炉附近的分配器后分成14根支管向所对应高炉风口喷吹煤粉。
高炉喷煤自动控制系统
高炉喷煤自动控制系统关键字：PLC；西门子；喷煤一、绪论1.课题背景近年来高炉冶炼技术不断发展，高炉生产理论也不断完善，自动控制在高炉喷煤生产中所起的作用也越来越大。
高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势：（1）以煤粉部分替代冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，生鐵成本下降；（2）调剂炉况热制度及稳定运行；（3）喷吹煤粉替代部分焦炭，一方面可节约焦化投资，少建焦炉，减少焦化引起的空气污染；另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。
为达到这些目的，一套集过程控制、数据采集、实时监控为一体的自动化系统已成为必不可少的重要环节。
2.本文主要内容本文以珠海粤钢3#喷煤的自动控制系统为对象进行论述，主要内容有：（1）分析自动控制的主要特点，以及对喷煤所起的重要作用。
（2）结合生产需求和具体情况，进行合理的PLC硬件选型和软件设计，并对各生产环节的上位机软件设计进行论述。
二、自控系统设计方案1.自控系统的组成系统可以分为以下三个部分：第一是现场部分，主要任务是控制现场设备，并将现场的一些控制信号以及测点信号传送给PLC。
第二是PLC系统部分，这部分的主要任务是接收现场返回的各种信号并进行处理，实现对现场设备的自动或者半自动控制。
第三是上位机监控部分，由计算机、监控软件和工业以太网组成，主要任务是对现场设备在计算机上进行操作，监控PLC接收的实时数据，记录数据归档及报警记录。
2. 系统硬件组成2.1制粉系统硬件配置本系统主要由一个CPU主站和两个远程站组成，一共包括80个模拟量输入点，16个模拟量输出点，176个数字量输入点，64个数字量输出点。
2.2喷吹系统硬件设计本系统主要由一个主站和一个远程站组成，一共包括24个模拟量输入点，8个模拟量输出点，128个数字量输入点，64个数字量输出点。
2.3主要模块功能及参数（1）电源模块PS307 5A：电源模块为PLC的CPU以级I/O模块提供24V直流电源。
高炉炼铁喷煤系统的计算机监控设计
- 27 -科技经济信息化科技经济导刊 2016.22期高炉炼铁喷煤系统的计算机监控设计熊延辉（河北唐银钢铁有限公司 河北 唐山 063020）1 高炉喷煤系统简介高炉喷煤中所用煤是通过原料场的皮带机输送到配煤槽，再按各种不同的煤种通过卸料器分别卸入到不同的配煤槽中，根据白煤、烟煤百分比，通过料斗的可控式给料器、称重小皮带，卸至大倾角皮带上，并运到喷煤顶上的原煤罐内，原煤罐内的原煤通过给煤链条运送到中速磨中，把煤进行磨碎和烘干。
2 系统的整体设计本工程的自动化控制系统具体层次结构如下：第一层：电气设备通过远程I/O 经光纤与CPU 相连接，从而进行控制与采集信号。
第二层：过程控制系统，主站CPU 通过通信模块与人机接面（HMI）相连，它们通过网线连接，构成以太网，可以采集信号，操作和监控设备运行状态。
3 控制算法的选择系统的流化氮气流量和补气空气流量的控制要求没有喷煤量的要求高，使用常规的PID 控制足以满足系统的要求。
为了满足高炉对喷煤的持续稳定和高精度的要求，本系统设计的高炉喷煤部分采用串级控制系统。
所以本系统的设计就有四个单闭环控制。
两个串级控制，都用到了PID 控制算法。
4 PID 参数的整定和对系统的影响PID 其中的P、I、D 的正确设定，可以使控制系统稳态和暂态特性好。
超调后能快速稳定。
在控制系统中，调节器的参数正定方法非常多，但常用的方法还是简单易行的工程整定方法。
这种方法的优点是没有必要的控制对象的数学模型。
以控制总管的喷煤流量为主环，控制喷煤罐的压力为副环，调节系统的充压阀。
控制充压阀的大小可以调节喷吹罐的氮气压力，氮气压力决定输送煤粉量。
4.1控制过程喷吹煤粉量是控制系统中串级主被控变量y 1，喷吹罐压力是控制系统中串级副被控变量y 2。
通常，控制系统中的主要拢动影响首先在副被控变量反映。
y 1的控制传函是G e1(s)和y 2的控制传函是G e2(s)。
副控制器的给定是主控制器的输出，构成串联相连的形式。
高炉喷煤控制系统的研究
高炉喷煤控制系统的研究摘要随着自动化水平的提高，我国的钢铁企业为了节约生产成本，探索了多种节能降耗的手段，而高炉喷煤是钢铁企业降焦比增效益的有效途径。
我国对高炉喷煤技术的开发和应用尽管较早，但从近几年的发展情况来看，己不再处于领先地位，国外不少高炉的喷煤量越来越高，而且多数高炉是喷吹烟煤。
本文的控制对象为喷吹量，为了保证喷吹量的稳定，需保持喷吹速度稳定，论文分析了高炉喷煤过程中的喷煤量、喷煤速度控制曲线，并用积分分段PID控制算法对系统速度进行调节。
用MATLAB软件对整个系统模型进行了仿真分析,单回路控制系统与串级回路控制系统相比较，仿真效果表明本文设计的串级回路控制系统具有良好的动态和稳态性能。
关键词:节能降耗;高炉喷煤;串级控制Pulverized Coal Injection Control SystemAbstractWith the improvement of the automation level, China's steel enterprises in order to save the cost of production, explore the Duo Zhong saving energy and reducing consumption, and the means of pulverized coal is a steel enterprise drop of coke to increase performance in an effective way. Our country to pulverized coal technology development and application despite earlier, but in recent years the development of the situation, has no longer is in the lead, foreign many of the blast furnace pulverized coal injection rate more and more high, and most of the blast furnace is bituminous coal injection. This paper of control objects for injection quantity, in order to ensure the stability of the injection quantity, need to keep injection speed stability, this paper analyses the process of pulverized coal in the pulverized coal injection rate and coal injection speed control curve, and subsection integral PID control algorithm, the velocity of the system adjustment.MATLAB software with the system model simulation analysis, single-loop control system and cascade loop control system compared to the simulation results show that the design of the cascade loop control system has good dynamic and static performance.Keywords:Saving energy and reducing consumption;Pulverized coal;Cascade control目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题研究的意义 (2)1.3 高炉喷煤技术的现状及发展趋势 (5)1.4 本文主要工作 (8)2 高炉喷煤工艺与控制 (10)2.1 喷煤工艺介绍 (10)2.1.1 喷煤系统的组成 (10)2.1.2 喷煤工艺流程的分类及特点 (12)2.2 本论文高炉喷煤系统介绍 (13)2.3 系统主要功能 (14)2.3.1 喷吹控制 (15)2.3.2 煤粉的喷吹速度的调节 (16)2.3.3 煤粉计量 (17)2.3.4 中间罐与喷吹罐压力控制 (19)2.3.5 喷煤罐的称量的实现 (21)3 PID控制在高炉喷煤控制系统中的应用及仿真 (22)3.1 PID控制基本原理 (22)3.1.1 PID控制规律 (22)3.1.2 PI控制规律 (23)3.1.3 PID控制算法 (24)3.1.4 积分分离与积分分段PID算法 (26)3.2 PID串级回路控制系统 (27)3.3 Matlab仿真及PID参数整定 (28)3.3.1 串级回路控制系统 (28)3.3.2 串级回路与单回路的比较 (34)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1 课题研究背景目前，高炉喷煤存在手动调节喷煤和自动喷煤两种方式。
高炉喷煤自动控制系统设计
高炉喷煤自动控制系统设计作者：李晓鹏张青旺来源：《科学与财富》2017年第01期摘要：随着科学技术的不断发展进步，人们对钢铁的产能与产品质量要求也一直在不停的提高，这加速了钢铁行业的快速发展。
高炉喷吹焦炉煤气的工艺越来越广泛应用于我国冶金企业，而自动化控制系统是实现高炉喷吹焦炉煤气工艺目标不可缺少的控制解决方案。
本文介绍了高炉喷煤技术发展趋势、以及高炉喷煤自动化控制系统的组成和功能。
关键词：高炉；喷煤；自动控制一、高炉喷煤技术发展趋势高炉喷煤技术是钢铁生产过程中大幅度降低焦比和生铁生产成本的重要技术措施，同时也是推动钢铁生产工艺流程技术更新升级的核心力量。
自20世纪80年代初，高炉喷煤技术在钢铁生产工艺中得到广泛推广使用以来，在大量研发人员的共同努力下，各国钢铁厂的高炉喷煤量也有了很大提高。
我国经过最近十来年的研发和工程实践，高炉喷煤技术也取得了很多令人满意的成果，推动钢铁生产的快速发展。
富氧喷煤技术、氧煤喷吹技术、粒煤喷吹和配煤混合喷吹技术等新技术在钢铁生产高炉喷煤系统中得到广泛推广应用。
高炉喷煤系统由于工作原理复杂、专业性较强等因素的影响，在钢铁生产自动控制系统中具有非常重要的地位，因而对整个高炉喷煤系统各环节动作保护的可靠性、灵敏性、精确性等均有很高的要求。
高炉喷煤系统虽然整体结构较为复杂，但是各电气设备相互间的连锁工作原理较为简单，工艺流程较为系统。
随着各种喷煤技术的不断开发和在工程实践中的广泛推广应用，高炉喷煤控制过程均离不开相应的自动控制系统，也就是说相应技术的产生必须有对应控制系统模型作为支撑，以发挥出其应有的功能效果。
因此，在结合高炉喷煤系统的总体流程方案的基础上，构筑高效精确的高炉喷煤自动控制数据模型和计算机可视化监视控制系统是钢铁企业自动控制工作人员研究的一个重要课题。
二、高炉喷煤自动化控制系统的组成高炉喷煤自动化控制系统包括两套PLC控制站，高炉喷煤PLC控制站和焦炉煤气加压站PLC控制站。
高炉自动化系统技术方案
高炉自动化系统技术方案
一、系统组成
1、系统结构：高炉自动化系统由管理系统、传输系统、报警系统、
模块系统以及网络系统组成，其中管理系统是整个自动化系统的核心，用
于实现数据的采集、传输，管理系统由一台监控机、一台打印机组成；传
输系统负责高炉的数据采集、处理以及计算；报警系统是为保证高炉的生
产安全而设置的；网络系统建立与其他计算机系统之间的连接，实现测控
数据的远程检测和维护；模块系统负责高炉的控制及监控。
2、软件系统：软件系统包括高级语言编程控制系统、数据处理系统、报警系统、监控系统以及模拟系统。
高级语言编程控制系统，利用高级语
言实现对高炉的运行参数和参数控制；数据处理系统负责处理各种测量、
控制和监控数据；报警系统负责预警高炉过程参数超出设定范围；监控系
统通过可视化形式监控高炉参数；模拟系统负责进行实物的仿真模型分析。
二、系统功能
1、实时监控：高炉自动化系统能够实时监控、控制、调整高炉各参数，保证高炉的安全、稳定运行。
2、图形显示：系统可以通过图形显。
PLC控制系统在高炉喷煤中的应用
PLC控制系统在高炉喷煤中的应用本文主要介绍了PLC控制系统在某钢厂高炉喷煤系统中的应用，介绍了高炉喷煤系统的工艺流程以及部分电气、仪表设备的控制内容和要求，望给相关工作者借鉴。
标签：高炉喷煤；PLC；自动控制系统高炉喷煤系统由于工作原理复杂、专业性较强等特点，同时对降低高炉冶炼成本有着积极的作用，因此在高炉系统中具有非常重要的地位，因而对整个高炉喷煤系统各环节灵敏性、精确性以及设备连锁的可靠性等均有很高的要求。
高炉喷煤系统整体工艺较为复杂，电气、仪表设备相互间的连锁条件较为复杂，对部分过程量的控制要求较高，因此可以使用PLC系统进行控制，发挥PLC控制系统强大的逻辑、数据处理与过程控制能力。
一、喷煤工艺流程高炉喷煤系统主要包括原煤储运系统、烟气炉系统、制粉系统和喷吹系统4个部分。
（一）原煤储运系统原煤经皮带输送至烟煤仓、无烟煤仓，在制粉车间按照总给煤量和无烟煤、烟煤的比例设定实现配煤。
（二）烟气炉系统烟气炉系统的作用主要是为煤粉提供干燥剂，去除原煤中的水分，使其达到磨煤机的使用要求。
干燥剂为热风炉烟气废气、烟气炉烟气、或者两者的混合气。
（三）制粉系统图1为主排风机控制框图。
干燥剂由主排风机运行形成的负压吸人磨煤机，原煤通过称重给煤机均匀加入到磨煤机，经过干燥和粉碎后，合格煤粉沿煤粉管道进入布袋收粉器，收集后贮存在煤粉仓。
制粉系统主要工艺控制要求：通过变频器实现对主排风机风量进行调节；实现磨煤机磨辊的抬升、降落、加压三个过程中的控制；磨煤机磨辊温度的连锁控制；减速机轴瓦温度的连锁控制；磨煤机入口干燥剂温度的控制[1]；磨煤机入口、布袋出口和煤粉仓的CO和O2监测。
（四）喷吹系统喷吹系统的作用是将喷吹罐内的煤粉向高炉输送，输送介质为压缩空气，压力为1.0MPa左右。
喷吹系统工艺控制要求主要是根据高炉需要的煤粉量进行喷吹。
主要控制的过程量有喷吹罐压力、喷吹介质流量；在加煤过程中，高压、低压泄压阀、加煤阀和补压阀等气动切断阀的连锁控制；在倒罐过程中，喷吹阀、下煤阀、補气阀等气动切断阀的连锁控制；流化气阀的点动控制。
基于PLC的高炉炼铁喷煤控制系统的设计
７ ６・
科 技 论 坛
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的高炉炼铁喷煤控制系统的设计
魏 颖 郭 鲁 （ 沈阳工学院 信息与控制 学院， 辽宁 抚顺 １ １ ３ １ ２ ２ ）
摘 要： 本次设计采用欧姆龙 Ｃ Ｐ Ｉ Ｈ型可 编程控制器作为控制核心， 构建一个高炉炼铁喷煤的控制系 统。Ｐ Ｌ Ｃ的 Ｃ Ｐ Ｕ使用 ６ ４ ｂ ｉ ｔ ｌ ＭＳ Ｃ芯片， 多 个中 央处理器使用， 在ｃ ｘ — Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ｅ ｒ 软件中进行程序的编译， 然后将梯形图下载到欧姆龙 Ｃ Ｐ １ Ｈ 可编程控制器 中， 各种模块智能化 ， 并进行 Ｋ ￣５ ．－ 。由组态王软件通过数据线将数据传回 Ｐ Ｃ机 ， 根据分散控制、 集中管理的原则， 进行 高炉炼铁喷煤工作状态仿真。
重要的影响。 因此 ， 检查 程序运行是 否符合设计需求 ， 程序运行是否 有误明 ， 流程是否正确显得尤 为重要 。准确无误后便可通过可编程 控制器欧姆龙 Ｃ Ｐ １ Ｈ进行 组装 ， 将个人计算机与 Ｐ Ｌ Ｃ及其组态王通 一
过数据线进行数据通讯 Ｃ之 间通过 Ｉ ／ ０与多种 智能单元模 块
选 择恰 当的 Ｉ ／ Ｏ地址 进行点数 、 程序容量 的设 置。根据本次设计 中
图 ２ 原 煤磨 粉 梯 形 图
的实 际需求 ， 欧姆龙 Ｃ Ｐ Ｉ Ｈ型 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统设置高炉炼铁 喷煤控 制 系统 Ｉ ／ ０地址分配 ， 如表 １ 所示 。
４ 高炉炼铁喷煤系统控制程序设计 本 次 高 炉 炼 铁 喷 煤 程 序 设 计 中使 用 欧 姆 龙 可编 程控 制 器 Ｃ Ｘ — Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍ ｅ ｒ 的梯形冈编程软件进行程序编写。具体喷煤 操作详 细 步骤 如下 ： 按下 电机 启动接通 电源 ， 根据输 入信号 即原煤运输沿 着上升沿通 电 自保 ， “ 电机启动 、 原煤 运输 、 中速磨 的运行 、 磨粉 的处 理” 为一 个设计周期 ， 当来 自每场 的原煤运输 到来 之后 ， 经过输送带 进行磨粉处理 ， 经过 电机带动 ， 保证该环节有效 的进行 ， 经过定时器 连 接 线 进行 实 时通 汛 。在 本 次 的设 计 中 我 们 必须 要 先 调试 好 Ｔ Ｉ ＭＯ ０ ０ ０开 始定 时 ， 中速磨 的常 闭线 圈 Ｏ Ｆ Ｆ ， 经过一段 时间 ， 定时器 Ｃ Ｘ — Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ｅ ｒ 软件 和组 态王软件之间通讯协 议 ， 并且需要 对一系 复位 。保证 原煤磨完之后机器停止 ， 节约用 电。该流程选择梯形图 ， 列参数进行设 定 ， 还需要将地址准确无误映射到组态王软件的字典 如 图 ２所示 。在收集到的煤粉处理 上， 经过燃烧炉 、 引风机 、 氮气包 中。然后将程序下载到 Ｐ Ｌ Ｃ， 我们可 以通过合适的数据传输 线缆把 三个 中间处理过程 ， 选 用足量的煤粉收集器 ， 在氮气包 的作用下 ， 实 实时 的数据传到组 态王软件 中， 实现控制 。 现 中速磨 、 煤 粉收集器 和储煤罐 的一 投三用 ， 节约了产能的消耗 ， 整 参 考 文 献 个过程 不需要进行 断电延时 ，将执 行条件用一 个逻辑表达 式来描 【 １ 】 徐 世许， 王 美兴 ． 电 气控 制技 术 与 Ｐ Ｌ Ｃ ［ Ｍ］ ． 北 京： 人 民 邮 电 出版 社 ， 述， 程序设计 就归结为一个逻辑 问题 。 经过一个短暂 的时钟脉冲 ， 最 ２ ０１ ２ ， １ １ ： ７ ９ — ８ １ ． 终实现煤粉储存 。煤粉的处理收集方式梯形 罔 ， 如图 ３所示。 『 ２ １ 廖 常初． ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ基础教程（ 第 ２版） 【 Ｍ】 ． 机械 工业出版社， ２ ０ ０ ９ ． ５ 高 炉 炼 铁 喷 煤 控 制 系统 组 态 通 信 【 ３ 】 吕景 泉 ． 自动 化 生 产 线 安 装 与 调 试 （ 第 ２版 ） ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中 国铁 道 出 在通讯标准 Ｈｏ ｓ ｔ Ｌ ｉ ｎ ｋ中 ，该标准支持 Ｐ Ｌ Ｃ与组 态王通过数据 版 社 ． ２ ０ ０ ９ ．
高炉喷煤自动控制系统功能设计与优化
高炉喷煤自动控制系统功能设计与优化摘要：随着时代的发展，高炉喷煤在现代高炉炼铁工艺中革命性的重要角色。
不仅能够用低廉的煤粉代替日趋匮乏的煤炭而更加环保，也能有效降低炼铁焦比而降低生产成本。
喷煤的主要工艺流程是原煤仓通过输煤皮带进煤，通过给料机向磨机输送煤，磨机磨煤的同时用高炉废气和烟气炉烘干煤粉，磨机磨出的煤粉在主排风机的动力下，经布袋除尘，储备到煤粉仓中。
关键词：高炉喷煤；自动控制系统；功能设计与优化引言高炉喷煤工艺系统能够有效降低入炉焦比，继而对生产成本、进度等进行控制优化，高炉喷煤系统也存在较为严重的粉尘污染，这需要引起技术人员的重视，在高炉喷煤工艺流程中，如果喷煤量控制在较小的水平，则往往需要使用常规仪表系统进行控制。
当前，随着信息化技术的普遍化应用，高炉喷煤系统的自动化也越来越复杂、大型化，一般采取稳定性较高的集散控制系统是实现恶劣环境下高炉喷煤工作的关键，其自动控制系统在高炉喷煤中的应用能够很好地满足工艺技术标准要求。
1高炉喷煤系统概述高炉喷煤在现代高炉炼铁工艺中革命性的重要角色。
不仅能够用低廉的煤粉代替日趋匮乏的煤炭而更加环保，也能有效降低炼铁焦比而降低生产成本。
喷煤是将煤粉通过喷煤管径直吹管喷入高炉风口，喷煤管的工作环境十分恶劣，喷煤管容易破损，破损后导致喷出的煤粉射流改变流动方向，对高炉风口直接冲刷，造成风口损坏、影响生产。
一般来说，喷煤管使用寿命在2个月左右，最低不少于1个月，某高炉喷煤管近期出现频繁破损的故障，为查明原因，取样进行分析。
喷煤的主要工艺流程是原煤仓通过输煤皮带进煤，通过给料机向磨机输送煤，磨机磨煤的同时用高炉废气和烟气炉烘干煤粉，磨机磨出的煤粉在主排风机的动力下，经布袋除尘，储备到煤粉仓中。
为保证连续给高炉输送煤粉，煤粉仓为三个并列的喷吹罐输送煤粉，再经喷吹管道，一分二分配屏和32路喷吹支管喷到高炉内。
自动化控制程度的高低直接影响喷煤工艺的安全和稳定，进而影响高炉炉况。
高炉喷煤自动化PLC解决方案
高炉喷煤自动化PLC解决方案作者：郭国军来源：《硅谷》2013年第11期摘要介绍了利用西门子S7-300系统及PROFIBUS网、以太网实现高炉喷煤的设计方法，阐述了系统硬件及设备设计和网络系统方案。
关键词 PLC；HMI；控制系统中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00铁矿石、焦炭等能源价格的不断上涨，使得炼铁成本不断上升，各钢铁厂为了降低生产成本，必须采取新的措施来增产降耗，高炉喷煤措施可以大幅度的降低生铁成本，喷煤所取代的焦炭越多，经济效益越好，喷吹煤粉是高炉技术进步的合理选择，其目的是在高炉冶炼过程中，用压缩空气把磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或二者的混合煤粉从高炉风口向高炉喷吹，用煤粉替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，以价格低的煤粉替代价格昂贵的冶金焦，从而降低焦比，降低生铁成本，同时有利于调节炉况，改善高炉冶炼过程，最终达到节焦增产的目的。
本文介绍了用西门子PLC解决高炉喷煤的控制方案。
1 喷煤工艺河北平山敬业钢厂项目中，对已建成3X1000 m3高炉喷吹煤粉，高炉喷吹煤粉工艺系统主要分为制粉系统和喷吹系统。
制粉系统主要有中速磨、排风机、烟气炉、布袋收粉器敞开式给煤机、大倾角皮带机、密闭式给煤机等工艺设备。
原煤由敞开式给煤机送至大倾角皮带机，由大倾角皮带机输送至原煤仓，由原煤仓下至密闭式给煤机，再由给煤机下到中速磨，制成符合喷吹要求粗细合适的煤粉。
通过主排风机将煤粉吸入收粉器，由收粉器下到煤粉仓存储，待喷吹使用。
喷吹系统设备包括煤粉仓、喷吹罐、空压机等，主要就是由压缩空气通过输粉管将煤粉送入高炉燃烧。
2 系统设计2.1 系统设计原则1）系统硬件设备和软件满足高炉喷煤的各种工艺控制要求的前提下尽量简单实用，方便维护。
2）控制系统电仪一体化，控制系统与操作站采用统一网络，操作监视集中化，主要设备均采用HMI操作。
3）组态软件具有运行稳定，便于维护和扩展，易于学习和使用。
高炉喷煤自动化PLC解决方案
２ 系统 设计
２ ． １ 系统 设计 原则 １ ）系统 硬件 设 备 和软 件满 足 高炉 喷煤 的 各种 工 艺控 制要 求 的前 提下 尽 量简单 实 用 ， 方便 维 护。 ２ ）控制 系统 电仪 一 体化 ， 控 制系统 与 操作 站采 用 统一 网络 ， 操 作 监视 集 中化 ， 主要 设 备均 采用 Ｈ ＭＩ 操作。 ３ ） 组 态 软件 具 有运 行稳 定 ， 便 于维 护 和扩 展 ， 易 于学 习 和 使用。 ２ ＿ ２ 系统硬 件及 网络 配 置 １ ） 控 制 系统 硬件 。根据 系 统情 况 ， 我们 采 用 了两 套西 门 子 ｓ ７ — ３ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ系统 ， 分别 对制 粉 和喷 吹进 行 控 制 ， 制粉 和 喷 吹可 以单 独 运行 、互 不影 响 ，Ｈ Ｍ Ｉ 采用 了 四台研 华 一 １ 控机 ， 设 备 配 置 既 能够 满 足制 粉 和 喷 吹 两流 程 可单 独 停 机 检 修 ， 实 现 电 仪一体化操作 ， 义 能 够 完 全 满 足 Ｔ艺控 制要 求 ， 性 价 比 良好 ， 操 作 界面 完全汉 化 ， 界 面友 好 。 ２）网络 系统方 案 。 制煤 系统 、喷煤 系统 主 基架 与扩 展 基架 之间用 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ网络 ， 上位 机 与 Ｐ Ｌ Ｃ之 间用 以 太 网 ， 控制 系 统 采 用两 套 西 门子 ｓ ７ — ３ ０ ０ 可 编 程 控制 器 ， 制 粉 和 喷 吹各 一 套 ， 控 制 系统 完 成 工 艺过 程 的数 据 采集 和 自动 控 制 ， 执 行 并 联罐 组
上升 ， 各 钢 铁 厂为 了降 低生 产 成 本 ， 必 须 采 取新 的措 施来 增 产
自动 充压 、卸 压 、装 煤 等顺 序 控 制 ， 上 位操 作 站选 择 国 内应用
高炉控制系统工程设计
摘要当前，钢铁冶金行业遭遇到全球性的原料价格上涨，焦炭、矿石的价格涨幅惊人，冶炼成本普遍提高，我国钢铁产业过剩等因素，给高炉炼铁业带来更大的发展困难。
所以，高炉喷煤已成为炼铁系统工艺结构优化、能源结构变化的核心，是企业能否在激励的市场竞争中取胜的关键。
本文针对高炉喷煤采用美国HONEYWELL公司的TPS( Total Plant Solution) DCS技术设计了高炉系统喷吹站的控制系统，对各个检测点的参数进行数据收集、处理，然后通过执行机构对系统各个操作进行自动控制。
系统功能强大、稳定可靠、抗干扰能力强、耐恶劣环境、界面友好。
在实际运行过程中，具有学习掌握快，易于操作，硬件侦测功能强，查找故障点迅速、准确等优点。
获得了较好的应用效果。
关键词高炉喷吹，DCS，控制ABSTRACTAt present, the iron and steel metallurgy industry suffered a global commodity prices, coke, iron ore prices were surging, smelting cost rise generally, such factors as the excess iron and steel industry in China, brings to the blast furnace ironmaking industry greater development difficult. So, in the blast furnace coal injection has become the ironmaking system of process structure optimization, energy structure change core, is the enterprise can in the incentive market competition to win the key.Blast furnace coal injection, this paper adopts the United States HONEYWELL TPS (Total Plant Solution) DCS technology, designed the injection in the blast furnace system of station control system, data collection, processing parameters of each testing point, and then through the actuator to automatic control system each operation. System, powerful, stable and reliable, strong anti-interference ability, resistance to bad environment, friendly interface. In the actual operation process, learning to master quickly, easy to operate, strong hardware detection function, find the fault point quickly and accurately, etc. Obtained the good application effect.Key words Injection in the blast furnace，DCS，control目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................... I I1 绪论 (1)1.1 高炉炼铁的介绍 (1)1.2 高炉喷煤技术 (3)1.3 高炉喷煤的意义 (3)1.4 喷吹工艺技术的发展 (4)1.4.1 粒煤喷吹技术 (4)1.4.2 富氧大喷煤量技术 (4)1.4.3 复合喷吹技术 (5)2 喷煤工艺流程和控制要求 (6)2.1 喷煤系统的组成 (6)2.2 喷吹工艺流程示意图 (7)2.2.1 喷吹工艺的介绍 (8)2.2.2 喷煤工艺流程的分类及特点 (9)2.3 喷吹工艺控制要求 (10)3 高炉喷吹生产控制系统设计 (11)3.1 喷吹系统框图 (11)3.2 喷吹工艺及检测点布置 (11)3.3 喷吹系统操作方式 (12)3.4 喷吹系统过程控制描述 (13)4 系统硬件和软件配置 (16)4.1 系统硬件配置 (16)4.2 硬件系统的介绍 (16)4.3 系统的网络结构 (17)4.4 硬件设备的介绍 (17)4.5 喷吹系统软件主要功能 (18)4.5.1 喷吹控制 (18)4.5.2 煤粉的喷吹量的调节 (20)4.5.3 中间罐与喷吹罐压力控制 (20)4.5.4 高炉煤粉喷吹安全控制 (21)5 系统特色及优势 (23)6 结束语 (24)参考文献 (25)致谢 (27)1 绪论1.1高炉炼铁的介绍高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，所以这种经济的方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。
高炉喷煤喷吹自动化控制系统软件设计
河北理工大学轻工学院本科毕业论文开题报告题目：高炉喷煤喷吹自动化控制系统软件设计学部：工程教育部专业：机械设计制造及其自动化班级：05级机械1班姓名：刘建中学号：200515160401指导教师：玄兆燕2009年 3 月23 日一、题目来源背景（现状、前景）1 高炉喷煤技术背景高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。
但此后的一百多年，发展却相对缓慢，基本无进展；直至20世纪60年代初，欧洲、中国、美国的一些工厂才陆续开始在高炉上试验喷煤。
7O年代末，第二次石油危机的出现，加快了高炉喷煤技术的研究和发展，特别是欧洲和日本更是在实际应用上取得了重大突破。
到90年代初，欧洲和日本已有小部分高炉月均吨铁喷煤超过了200kg大关，如：1991年l0月英国钢铁公司斯肯索普工厂维多利亚女王号高炉201kg(粒煤)，1992年11月德国蒂森公司施韦尔根1号高炉200．6kg，1992年11月荷兰霍戈文公司艾莫依登厂6号高炉205kg，1993年11月日本新日铁君津厂3号高炉200kg、1994年l0月NKK公司福山厂4号高炉218kg等指标均已是当时的世界一流水平。
2 高炉喷煤的意义高炉喷煤对现在高炉炼铁技术来说是一项重要的技术革命。
所谓高炉喷煤，就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤或两者的混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。
它的意义在于：A.以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦，降低了焦化，使高炉炼铁的成本大幅下降。
B.高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。
C.高炉喷煤可以改善炉缸工作状态，是高炉稳定顺行。
D.为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。
因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低，导致理论燃烧温度降低的主要原因有：1）高炉喷吹煤粉后煤气量增加，加热煤气需要消耗热量；2）喷吹煤粉带入的热量少，而焦炭进入风口区时已被充分加热，温度高达1450~1500℃，而喷吹的煤粉温度不超过100℃；3）煤粉中的碳氢化合物分解需要热量。
西门子顺序功能图软件在八钢氧气高炉风口喷吹氧气系统中的应用
西门子顺序功能图软件在八钢氧气高炉风口喷吹氧气系统中的应用摘要：本文以具体工程实例，讲述了西门子PLC编程软件S7-GRAPH（顺序功能图）在八钢全氧高炉风口喷吹氧气系统自动化的应用。
关键词：氧气高炉、S7-GRAPH、仿真1 引言钢铁业是国民经济的支柱性产业，同时钢铁工业也是煤炭消耗和CO2排放的大户，其能耗占我国总能耗的16%。
我国钢铁工业在节能降耗、减少环境污染、实现可持续健康发展等方面开展了多项探索研究。
钢铁企业能耗的70%集中在炼铁工序，因此降低高炉炼铁工序的碳素消耗是实现钢铁工业煤炭减量化的重要途径。
宝武集团为推进高炉炼铁工艺低碳、高效冶炼技术进步，以八钢原2#高炉系统（430m3高炉）为基础，通过设备改造、技术提升和分阶段实施，搭建了一个具备煤气脱除CO2、煤气加热、高富氧、顶煤气循环等功能的氧气高炉低碳炼铁工业试验平台，通过系统研究，探索钢铁行业低成本运营和低碳高效的发展模式。
高炉风口喷吹氧气系统包括两路调节阀组并联，一路DN250mm，一路DN450mm。
同时，将氮气接入氧气围管和氧气支管，以防止堵塞氧气喷嘴和保证安全。
自动化控制系统是氧气高炉风口喷吹氧气系统的关键一环，本文就具体实现风口喷吹氧气系统的自动化过程讲述西门子S7-GRAPH顺序功能图编程软件在其中的应用。
2S7-GRAPH介绍S7-GRAPH是S7-300/400用于顺序控制程序编程的顺序功能图语言，能够将控制过程划分为许多明确定义了功能范围的步（Step），并为每一步指定需要完成的动作及跳到下一步的转换条件。
与STEP7 V5.6中的LAD(梯形图)、FBD(功能图)和STL(描述图)软件包相比，S7-GRAPH具有更多的优点：LAD、FBD和STL重点集中在逻辑控制上，而S7-GRAPH更关注过程顺序；S7-GRAPH以图形方式清晰地表示过程，而且在需要时可方便地维护和修改、调试程序。
3 S7-GRAPH在风口喷吹氧气系统中的应用3.1 风口喷吹氧气系统简介风口喷吹氧气系统包括两路调节阀组并联，一路DN250mm，一路DN450mm。
高炉综合自动化控制系统
高炉综合自动化控制系统一、双钟高炉生产工艺概况高炉的炼铁工艺设施有高炉本体、风口平台及出铁厂、矿槽及料坑、双钟炉顶、主卷扬机、“顶燃式”热风炉及煤气和空气双预热、布袋除尘及槽下槽上布袋除尘等组成。
二、计算机系统硬件配置1.系统硬件选型本着先进、可靠的原则，进行各种方案分析、对比，决定选用西门子自动化平台。
整个系统共分8个子系统，11个上位监控站，8套可编程控制器。
编程软件采用SETP7，为控制系统编程提供专门的多语言开发环境。
具有生成标准导出功能块库或DFB库能力的编程器，它们能够在应用程序内重复调用。
监控软件采用扩展性、灵活性极强的WIN CC系统。
实现对生产过程的全面监控，并且可以对重要参数形成历史记录，以报表或曲线的形式显示给操作人员。
2.系统硬件配置:双料钟高炉计算机控制系统所有PLC设备选用西门子自动化平台，每套PLC系统通过插在主底板上TCP/IP Ethernet模块连接在100M快速MB+局域网上；上位监控机采用分布式设计，采用光纤连接快速100M以太环网。
高炉主控室、上料主控室内的上位机和PLC均采用100MBaseTX与交换机连接。
上位监视系统由六台客户端、两台服务器组成以太环网，其中热风炉、高炉本体、上料PLC与槽上、卷扬、冲渣、煤气净化、TRT及称重模块组成MB+网。
见高炉自控系统结构图控制站：现场控制站计算机系统选用西门子的PLC产品，其中高炉上料系统包括槽下、料车、探尺及料钟炉顶四部分，这四部分设备的控制采用一套PLC；高炉本体设备的控制采用一套PLC；热风炉设备的控制采用一套PLC；槽上设备、粗煤气处理及煤气净化系统的控制、卷扬控制采用一套PLC。
监控站：在高炉主控室、上料值班室，共设置六台客户机，两台服务器；分别用于监控高炉本体、炉顶上料、热风炉及槽上等的控制设备。
网络：上位机监控系统采用冗余的以太环网，PLC设备采用MB+局域网。
三、计算机系统功能1、高炉本体控制功能实现数据采集、炉顶压力减压阀组调节阀控制、混风温度调节控制、炉顶料钟自动控制、氧气总管流量调节控制、画面显示操作、实时趋势、历史趋势、报警记录和报表打印等功能。
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河北理工大学轻工学院本科毕业论文开题报告题目：高炉喷煤喷吹自动化控制系统软件设计学部：工程教育部专业：机械设计制造及其自动化班级：05级机械1班姓名：刘建中学号：200515160401指导教师：玄兆燕2009年 3 月23 日一、题目来源背景（现状、前景）1 高炉喷煤技术背景高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。
但此后的一百多年，发展却相对缓慢，基本无进展；直至20世纪60年代初，欧洲、中国、美国的一些工厂才陆续开始在高炉上试验喷煤。
7O年代末，第二次石油危机的出现，加快了高炉喷煤技术的研究和发展，特别是欧洲和日本更是在实际应用上取得了重大突破。
到90年代初，欧洲和日本已有小部分高炉月均吨铁喷煤超过了200kg大关，如：1991年l0月英国钢铁公司斯肯索普工厂维多利亚女王号高炉201kg(粒煤)，1992年11月德国蒂森公司施韦尔根1号高炉200．6kg，1992年11月荷兰霍戈文公司艾莫依登厂6号高炉205kg，1993年11月日本新日铁君津厂3号高炉200kg、1994年l0月NKK公司福山厂4号高炉218kg等指标均已是当时的世界一流水平。
2 高炉喷煤的意义高炉喷煤对现在高炉炼铁技术来说是一项重要的技术革命。
所谓高炉喷煤，就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤或两者的混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。
它的意义在于：A.以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦，降低了焦化，使高炉炼铁的成本大幅下降。
B.高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。
C.高炉喷煤可以改善炉缸工作状态，是高炉稳定顺行。
D.为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。
因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低，导致理论燃烧温度降低的主要原因有：1）高炉喷吹煤粉后煤气量增加，加热煤气需要消耗热量；2）喷吹煤粉带入的热量少，而焦炭进入风口区时已被充分加热，温度高达1450~1500℃，而喷吹的煤粉温度不超过100℃；3）煤粉中的碳氢化合物分解需要热量。
E.喷吹煤粉中的氢含量比焦炭带入的多，氢气提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力，有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。
F.喷吹煤粉代替了部分焦炭，不仅缓解了焦煤的供需紧张状况，也减少了对炼焦设施的投资和建设，更降低了炼焦生产对环境的污染。
2 高炉喷煤基本流程根据制粉装置到高炉距离的远近、煤粉仓，喷吹罐安放位置的差异、喷吹管路的粗细、喷吹压力的高低、输送浓度的大小以及喷枪形式的不同，可以有直接喷吹、间接喷吹；串罐喷吹、并罐喷吹；总管喷吹、多支管喷吹；高压喷吹、常压喷吹；浓相喷吹、稀相喷吹和氧煤枪喷吹、常规枪喷吹等各种形式的喷吹。
不同的设备结构和组合可以产生以下几种较成熟的工业性生产流程。
2．1 德国KvTTNER流程煤粉罐、中间罐、喷吹罐三罐串接→流化小罐→喷吹支管→喷枪；支管上装有流量计和二次风入口，安装位置前者靠近喷吹罐出口，后者靠近高炉。
近十多年来，KvTTNER公司又推出了一种新流程：煤粉仓→并列喷吹罐→流化小罐→总管一分配器一支管一氧煤喷枪，并得到了更多的推广。
新流程为双罐、双总管和双分配器形式，仍然使用氮气加压、流化，采用浓相输送。
上钢一厂2500m3高炉喷煤选用的即是KvTTNER新流程，但是未用氧煤喷枪。
此外，重钢高炉喷煤也选用了KvTTNER新流程(常规喷枪)，所不同的是该厂3、4、5号三座高炉共用一套喷吹装置，这套装置已于2001年11月投产，运行正常。
2．2 美国阿姆科(ARMCO)流程煤粉仓→并列喷吹罐→总管→分配器→支管→常规喷枪。
与新KuTrNER流程不同的是ARMCO流程使用3个喷吹罐，一根总管、一个分配器；总管既变径，局部还要变形，为确保足够的分配精度，分配器必须置于高炉炉顶，所有支管也必须等径、等长、等形状。
加压、流化使用氮气，因为是稀相输送，所以还需添加压缩空气。
宝钢1高炉喷煤即属阿姆科流程。
2．3 日本住友流程煤粉仓→并列喷吹罐→旋转给料器→喷吹小罐→总管→第一分配器→第二分配器→支管→喷枪。
住友流程总管上装有压差式流量计与旋转给料器共同调节喷煤总量，控制和设备组成均较复杂，和歌山4、5高炉喷煤即为这种流程。
2．4 日本川崎流程煤粉罐、中间罐、喷吹罐三罐串接→多支管→喷枪；喷吹罐上出料，底部设有搅拌器并在支管出口处接人二次风(压缩空气)稀释。
宝钢2高炉喷煤即属川崎流程。
2．5 卢森堡Paul Wurth流程历史上PW公司与KvTTNER公司曾有过一段较长时间的合作，因此无论新流程还是老流程，两家的差异都不大，基本上大同小异，仅在个别设备的选用上有出入。
如老流程中PW用旋转给料器代替了KvTTNER的流化小罐；新流程中用声纳管代替了阻损管、用流化喷嘴代替了流化罐、增设泄压气回收装置等。
武钢4、5号高炉喷煤选用的即是PW流程，已于2002年投产。
2．6 混合型流程煤粉罐、中间罐、喷吹罐三罐串接→总管→分配器→支管→喷枪；这是在上述多支管流程基础之上的一种改良流程。
也可以称作混合流程。
宝钢3号高炉喷煤用的即是该种流程。
2．7 英钢联粒煤喷吹流程煤粉仓、中间罐、喷煤泵三罐串接→总管→分配器→支管→喷枪；主要特点是用喷煤泵代替了传统的喷吹罐，中间罐与喷煤泵之间使用圆顶阀联接，同样条件下，喷煤泵工作压力通常小于传统喷吹罐工作压力，喷煤泵出口设有由变频电机驱动的旋转给料阀。
斯肯索普安娜女王号高炉及克里夫兰4号高炉采用的即是典型的粒煤喷吹流程；其中，克里夫兰4号高炉的设计喷煤比竞高达匪夷所思的400kg／t，是迄今为止煤比最高的设计。
以上各流程均有吨铁喷吹200kg的能力和生产实绩，但无论是浓相或稀相，无论使用氧煤喷枪与否，抑或喷吹粉煤粒煤，近十年来新建喷煤装置采用较多的流程当属并罐、总管加分配器流程。
3 国内外喷煤现状3．1 国内喷煤现状中国的工业性喷煤是上世纪6o年代首先在首钢高炉上实现的，且生产试验中最高喷煤比曾超过300kg／t，但持续时间只有几天；而当时国家的总体喷煤水平也仅为40～50kg／t。
1995年8～11月，鞍钢也是在3号高炉(831m3)的攻关试验中才再次突破200kg大关，达到203kg，这次持续时间较长，但焦比仍高达382kg。
1999年6月，天津涉县铁厂5号高炉(300m3)亦是在试验时以207．8kg的成绩打破了鞍钢的记录，不过焦比仍然偏高，为332．7kg。
宝钢1高炉在1999年9月创造了吨铁月均喷煤260．6kg(焦比249．7kg)T业性喷煤记录，该记录直至今13仍是世界第二好成绩。
目前，全国重点企业高炉已全部配备了煤粉喷吹装置，2001年年均吨铁喷煤124kg(十五规划目标是150kg)，喷煤总量超过1360万吨；除宝钢外，包钢指标最好，三座高炉平均151．9kg／t，单炉(1号高炉)年均180．4kg／t。
到2002年底止，全国有相当部分高炉改造或新建了喷煤设施，鞍钢、包钢、重钢、马钢、邯钢、梅山等厂的高炉均采用了9o年代以后的技术，喷煤设计能力标均为200kg／t，武钢4、5号高炉喷煤设计能力更高达250kg／t。
此外，一批中、小高炉和民营高炉选用的喷煤装置也都有很高的起点；像建龙钢厂、沙钢高炉等，其中沙钢更是直接从国外购买了二手成套设备。
3．2 国外喷煤现状世界范围的高喷煤比指标大多产生在20世纪90年代中后期。
尽管英国钢铁公司克里夫兰厂4号高炉(600m3)的一套试验装置，曾在1991年6月短期喷吹出318kg ／t(粒煤)的世界最好成绩，但公认的世界级记录却是由13本钢管公司福山厂3号高炉(3223m3)在1998年6月创造的，当月的月均吨铁喷煤量为266kg，焦比289kg，喷煤率47．9％。
在此前后，还有过加古川厂1号高炉(4550m3)1997年l2月230kg、1998年3月254kg、霍戈文厂7号高炉(4363m3)1998年5月220kg的报导，虽然这些高炉获得了较高的喷煤比，但焦比仍居高不下，喷煤率基本徘徊在38％～42％之间。
自1998年7月起，宝钢喷煤也已跻身世界先进行列。
1号高炉吨铁喷煤比连续四年超过200kg，近二三年更稳定在230～235kg，喷煤率大于45％，真正代表了世界一流水平。
4 展望(1)未来3—5年，月均240～260kg／t的喷煤比和50％左右的喷煤率将会成为新一轮的世界一流指标，个别高炉可能会出现280～300kg／t的喷煤新记录；新建或改造喷煤装置的设计吨铁喷煤比将达250kg以上。
(2)目前的若干种喷煤工艺流程已经趋于成熟，短期内不会再有新的喷煤工艺出现，月均24O～260kg／t的喷煤比仍将通过现有的喷煤工艺来实现。
(3)喷煤技术的研究重点将会转移到诸如风口前煤粉燃烧状况监测、喷煤量精确计量控制以及专用设备和煤粉预热技术开发等领域上来。
二、主要研究内容本次毕业设计主要是应用PLC控制系统控制高炉喷煤的喷吹过程，实现喷吹的自动手动控制，安全连锁控制中间罐、喷吹罐压力自动控制，喷吹风压力自动控制，喷吹风流量自动控制，喷吹量的自动控制。
三、采用的研究方法熟悉和掌握整个工艺流程，分析控制流程，确定系统的控制方案，完成控制原理图设计，在此基础上，选择西门子的PLC S7-300控制器，编程语言使用梯形图。
从而达到对中间罐加料、喷吹罐加料、喷吹控制、停喷控制、安全连锁控制程序的控制。
根据网上搜索的相关产品资料和用户手册完成系统的软件设计。
四、进度安排第一周：检索和阅读资料第二周：检索和阅读资料，进行总体工艺流程设计第三周：进行总体工艺流程设计第四周：确定基本工艺流程第五周：进行开题报告的填写第六周：PLC选型，查阅相关产品资料和用户手册第七周：I/O地址分配第八至十二周：写毕业论文第十三周：翻译英文科技文献、打印图纸第十四周：对论文进行整体检查并做必要的修改第十五周：对论文进行整体检查并做必要的修改第十六周：答辩五、主要参考文献[1] 马爱琴，王爱国高炉喷煤工艺及自动控制系统2004年3月[2] 金艳娟高炉喷煤技术冶金工业出版社2005年3月[3] 温大威高炉喷煤技术现状及发展 2003年第3期[4] 章兆舟我国高炉喷煤技术的发展和应用[5] 姚桐，常俊杰 PLC在高炉喷吹煤粉控制系统中的应用 2004年7月[6] 李文霞，路海风 PLC控制系统在喷煤工程中的设计与应用 2005年10月[7] RSLinx Training Guide.Rockwell software Inc。