煉鐵高爐生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制探究

畢研磊

摘 要：隨著不斷提高的經(jīng)濟(jì)水平，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)也隨之獲得廣闊的發(fā)展空間，而這也導(dǎo)致了工業(yè)生產(chǎn)需要大量的鋼鐵材料，基于此，既往傳統(tǒng)的煉鐵高爐控制系統(tǒng)表現(xiàn)出了嚴(yán)重的落后性，不能滿足新時(shí)代的新工作要求。本文對(duì)煉鐵高爐電氣化自動(dòng)控制化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，探討煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的配置情況，深入思考該系統(tǒng)的升級(jí)方向，為使煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)需求提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：煉鐵;電氣化自動(dòng)系統(tǒng);高爐

在現(xiàn)代各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如航天、建筑、運(yùn)輸、軍工等，都離不開鋼鐵這一建設(shè)材料。但近些年來(lái)，在我國(guó)迅猛發(fā)展的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)下，各個(gè)行業(yè)發(fā)展速度更快，對(duì)于鋼鐵材料的需求量顯著增高，且對(duì)提煉的鋼鐵的治療也更為嚴(yán)格。因此，為確保各個(gè)行業(yè)能夠高質(zhì)量發(fā)展，必須對(duì)鋼鐵的提煉技術(shù)進(jìn)行改革創(chuàng)新，提高提煉技術(shù)質(zhì)量及增高鋼鐵的生產(chǎn)效率。

1 煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

1.1自動(dòng)化系統(tǒng)

在煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，自動(dòng)化系統(tǒng)作為其最主要的組成結(jié)構(gòu)，存在的目的是為了實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)掕F高爐中的原料使用情況，這樣才能確保高爐煉鐵能夠正常工作，在工作過(guò)程中能夠具備較強(qiáng)的可靠性以、穩(wěn)定性以及安全性，保障煉鐵相關(guān)的工作能夠順利開展[1]。此外，在自動(dòng)化系統(tǒng)中的檢測(cè)設(shè)備能夠及時(shí)的收集、歸整煉鐵高爐在作業(yè)過(guò)程中的具體數(shù)據(jù)信息、參數(shù)信息、信號(hào)解碼和檢測(cè)儀器信息，更加真實(shí)、系統(tǒng)的反映出高爐煉鐵的具體情況，并對(duì)煉鐵高爐中的溫度情況、壓力大小、鼓風(fēng)量大小等信息進(jìn)行直觀性的顯示，有助于技術(shù)人員在調(diào)整高爐煉鐵相關(guān)參數(shù)時(shí)有可靠的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)還可以根據(jù)歷史的參數(shù)趨勢(shì)圖做相關(guān)分析，保障煉鐵高爐自動(dòng)化系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.2自動(dòng)熱風(fēng)爐系統(tǒng)

通常情況下，煉鐵高爐需要配備的熱風(fēng)爐要三座及以上，熱風(fēng)爐的工作流程基本為燃燒→換爐→送風(fēng)。為確保煉鐵所需的熱風(fēng)能夠持續(xù)的輸送至煉鐵高爐之內(nèi)，保障熱風(fēng)爐可以進(jìn)行周期性的工作，要先預(yù)熱冷風(fēng)，而這也是煉鐵高爐中熱風(fēng)爐發(fā)揮的主要作用。熱風(fēng)爐主要的操作方式有三種，即全自動(dòng)化操作、半自動(dòng)化操作以及人工操作，而最具優(yōu)勢(shì)的操作方式全自動(dòng)化操作，這種操作方式能夠根據(jù)單座爐子性質(zhì)進(jìn)行特定的操作設(shè)定，對(duì)拱頂、廢氣等溫度進(jìn)行設(shè)定來(lái)達(dá)到煉鐵高爐作業(yè)過(guò)程中最佳的自動(dòng)控制。另自動(dòng)熱風(fēng)爐系統(tǒng)中還具備可查詢歷史記錄這一功能，在歷史記錄中，詳細(xì)記錄了每日的空氣流量、廢氣溫度、拱頂溫度、煤氣流量等參數(shù)的變化情況，技術(shù)人員有需要時(shí)可通過(guò)分析熱風(fēng)爐的歷史參數(shù)變化準(zhǔn)確監(jiān)控溫度變化，有效降低工序的能耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1.3本體控制系統(tǒng)

煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的本體控制系統(tǒng)，主要包含有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、PLC模塊以及檢測(cè)儀表等，這些本體控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確收集及分析煉鐵高爐中相關(guān)的各種參數(shù)、信息數(shù)據(jù)。比如通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)記錄煉鐵高爐在運(yùn)行過(guò)程中的壓力、溫度，同時(shí)顯示出熱工參數(shù)、各種設(shè)備的圖形特點(diǎn)，并在大量可靠數(shù)據(jù)下繪制出高爐運(yùn)行過(guò)程的歷史變化曲線，判斷高爐的運(yùn)行狀態(tài)是不是處于一個(gè)健康穩(wěn)定的狀態(tài)。

1.4自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

為保障煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的操作現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)可以被有效的記錄，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，炒出現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)高爐的運(yùn)行情況等進(jìn)行集中的控制，包括監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的工業(yè)設(shè)計(jì)、運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備情況，以此盡快發(fā)展存在的的問(wèn)題，幫助技術(shù)人員盡快解決問(wèn)題，保障高爐的工作效率[2]。

2 煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體配置情況分析

要想煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)正常使用，就必須按照高爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行最恰當(dāng)、合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃。首先，要先從煉鐵高爐電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)固度、安全性著手考慮，通常情況下，當(dāng)前的煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)包含很多種子系統(tǒng)（見上述），這些子系統(tǒng)缺一不同，它們是相互親密融合的，這樣才能確保煉鐵高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全可靠，同時(shí)為鋼鐵企業(yè)獲得最大化的經(jīng)濟(jì)利益。但每個(gè)系統(tǒng)有各自有自己的獨(dú)立特點(diǎn)，每個(gè)系統(tǒng)的發(fā)揮的作用都不盡相同，目前主要通纜線銜接住不同的子系統(tǒng)，但在銜接前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況對(duì)相關(guān)線路進(jìn)行有效的規(guī)劃、布局，在保障系統(tǒng)有效開展工作同時(shí)，又能最大限度的降低纜線的需求量，另能夠在維修設(shè)備時(shí)能降低設(shè)備的維修費(fèi)用及工作人員的工作負(fù)擔(dān)。其次，要充分考慮煉鐵高爐電氣自動(dòng)化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)狀況，銜接主站和分站的網(wǎng)絡(luò)，因高爐每個(gè)部分都是相對(duì)獨(dú)立的，因此可通過(guò)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)整個(gè)所有部分，建立圍繞自動(dòng)化系統(tǒng)布局構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)布局，采取集中與分散相融合的方式科學(xué)、規(guī)范的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布局。最后，對(duì)煉鐵高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將冗余配置納入設(shè)計(jì)之中，確保自動(dòng)化系統(tǒng)每個(gè)組成部分都可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、安全性，冗余配置中，有經(jīng)總線冗余和經(jīng)電源冗余，當(dāng)系統(tǒng)中其中一個(gè)部分出現(xiàn)突發(fā)情況，冗余配置可以讓這些突發(fā)情況減少對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響度，保障自動(dòng)化系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。

3 煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展新方向

當(dāng)前是電子信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，因此在鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用電子信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)一步升級(jí)發(fā)展具有重要意義，創(chuàng)造智能化煉鐵高爐電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)是當(dāng)今發(fā)展的必然趨勢(shì)，在系統(tǒng)中連接上互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程控制終端和手持控制設(shè)備，可以全方位、全天候控制煉鐵高爐，顯著提高煉鐵高爐的工作效率。且隨著不斷成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可建立更加完善的自動(dòng)化系統(tǒng)，使高爐操作更為快捷，能使系統(tǒng)運(yùn)行更為可靠、安全。

結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得對(duì)鋼鐵需求量顯著增高，特別是航天、建筑、運(yùn)輸這些工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，其鋼鐵材料必不可缺，面對(duì)這一情況，必須要對(duì)鋼鐵的提煉技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，以此來(lái)提高鋼鐵的生產(chǎn)質(zhì)量。而高爐冶煉的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量、效率重要技術(shù)，提高煉鐵高爐的電氣自動(dòng)化能夠有效節(jié)省工業(yè)成本，可對(duì)鋼鐵提煉的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督與控制，穩(wěn)步提高鋼鐵冶煉的生產(chǎn)質(zhì)量、效率，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，滿足先進(jìn)時(shí)代對(duì)鋼鐵的需求。

參考文獻(xiàn)

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