Ovation控制系統(tǒng)在高爐中的應(yīng)用

高溥

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，超大型冶金設(shè)備實現(xiàn)了自動控制。利用自動控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測高爐的各個參數(shù)，掌控相關(guān)設(shè)備的工作情況。目前，應(yīng)用率比較高的是Ovation控制系統(tǒng)。它采用模塊化的搭接模式，減少了高爐控制系統(tǒng)設(shè)計的工作量，提高了設(shè)計人員的工作效率，以保證高爐日常維護工作能夠順利進行。

關(guān)鍵詞：Ovation控制系統(tǒng)；高爐；模塊化；硬件配置

中圖分類號：TP273；TF547 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.156

1 基本模塊分析

1.1 工作概述

結(jié)合高爐的實際工作情況，為Ovation控制系統(tǒng)配置相應(yīng)的CPU、軟件服務(wù)器、授權(quán)工程師站和工作人員操作站等。因為Ovation控制系統(tǒng)可以提供很多模塊化的模件，所以，可根據(jù)具體的工作需求搭建系統(tǒng)過程管理平臺。煉鐵高爐之所以能夠連續(xù)工作幾年甚至幾十年，是因為它的控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。在煉鐵作業(yè)的過程中，要從高爐頂部持續(xù)加入鐵礦石、焦炭和熔劑等混合材料，并利用煉鐵高爐下部的風(fēng)口吹進溫度在1 000 ℃以上的熱風(fēng)。通常情況下，還可在其中加入燃煤或者天然氣等燃料。煉鐵用的鐵礦石主要是鐵與氧的化合物。在高溫環(huán)境下，鐵的化合物與碳或者（碳燃燒生成的）一氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)鐵。這時，鐵就會從煉鐵高爐的出口流出，而鐵礦石中的其他雜質(zhì)、焦炭和噴吹物中的灰分也會與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合，生成爐渣，并分別從出鐵口和出渣口排出。另外，煉鐵煤氣會從高爐頂部排出，經(jīng)過除塵處理后，可將其作為工業(yè)用的煤氣。在實際工作中，現(xiàn)代化的煉鐵高爐還可以利用爐頂高溫高壓氣體導(dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。

1.2 硬件配置

Ovation控制系統(tǒng)的硬件平臺主要采用的是美國愛默生公司生產(chǎn)的DCS控制系統(tǒng)、UNIX操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)。Ovation控制系統(tǒng)是利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將控制站等各個模塊連接起來完成通信工作?，F(xiàn)階段，很多Ovation控制系統(tǒng)利用星形冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)對通信系統(tǒng)以太網(wǎng)和交換機等的優(yōu)化配置。

1.3 軟件配置

Ovation控制系統(tǒng)應(yīng)用的就是Ovation3.0軟件包，工作人員可以利用它編程，實現(xiàn)對控制臺和操作臺的控制。高爐軟件開發(fā)人員可以利用Ovation項目管理器構(gòu)建相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，然后設(shè)置系統(tǒng)軟件服務(wù)器。這樣就可以利用該軟件的服務(wù)器完成相關(guān)操作，例如，利用它可以為操作站裝載軟件等。另外，利用該軟件包編寫程序可以實現(xiàn)對其的可視化，能幫助工作人員快速熟悉控制系統(tǒng)。同時，軟件包中還有很多其他的工具，利用這些工具可以搭建相關(guān)的控制系統(tǒng)。

2 在高爐煤氣干法除塵過程中的應(yīng)用

將Ovation控制系統(tǒng)應(yīng)用于高爐煤氣干法除塵中時，要使用DCS工控機編程，從而有效控制除塵過程的相關(guān)工藝參數(shù)等，包括記錄相應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)信息，實時顯示、監(jiān)測反吹清灰過程，實現(xiàn)自動化控制。利用DCS控機程序，通過高爐的監(jiān)測中心就可以看到相關(guān)數(shù)據(jù)，而且還可以查看相應(yīng)的工藝參數(shù)和操作參數(shù)等。利用HMI可以設(shè)置以下信息：①設(shè)置實時監(jiān)測除塵流程圖，監(jiān)測整個高爐的工作過程，包括干法除塵流程等；②實時顯示干法除塵總流程圖，可監(jiān)測脈沖吹清灰、荒煤氣、凈煤氣等工作情況；③設(shè)置干法除塵與原濕法除塵之間的切換畫面；④設(shè)置與整個系統(tǒng)相關(guān)的液壓操作系統(tǒng)；⑤密切關(guān)注煤氣的降溫操作系統(tǒng)；⑥實時監(jiān)測不同除塵口處的情況，觀看不同部位的傳感器數(shù)據(jù)信息，比如溫度、壓力等；⑦實時監(jiān)測大灰倉的卸灰過程。

3 在高爐的熱風(fēng)爐中的應(yīng)用

Ovation控制系統(tǒng)是高爐熱風(fēng)爐中的重要組成部分，控制高爐內(nèi)的高溫和高風(fēng)可以提高高爐的運行效率。利用該控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測高爐的燃燒情況，實現(xiàn)煤氣和空氣流量的非無差自適應(yīng)閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，從而自動控制燃燒過程。結(jié)合熱風(fēng)爐的特點，遵循熱風(fēng)爐在燃燒初期、蓄熱期和蓄熱飽和期3個階段的工藝特點，實施不同的控制策略，以快速達(dá)到蓄熱期最高的溫度，而且還要保證恒溫時間。當(dāng)蓄熱量最大化時，可以引進模糊控制理論和自尋優(yōu)理論，通過拱頂溫度和廢氣溫度的變化自動尋找最優(yōu)的空燃比，達(dá)到最理想的燃燒狀態(tài)，最大化地節(jié)約能源。由此可見，Ovation控制系統(tǒng)可以自動控制熱風(fēng)爐，極大地提高了工作效率，保障了工作人員的安全。

4 總結(jié)

Ovation控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于高爐中，它工作靈活，模塊化的搭接模式可以避免重復(fù)工作。因此，在工作過程中，提高模塊化工作的可靠性，有效降低系統(tǒng)出錯率是至關(guān)重要的。將該控制系統(tǒng)應(yīng)用于不同的高爐中時，采用的是相似的控制策略，所以，工作人員能夠快速熟悉工作流程，找出其中存在的問題，并及時解決，從而為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。

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〔編輯：白潔〕