转炉炼钢自动控制系统设计的开题报告

试论炼钢转炉PLC系统的自动控制

摘要：随着我国传统行业技术水平的不断提高，越来越多的先进技术被应用于人们的生产生活当中，在转炉炼钢领域中，自动化应用十分广泛，为钢材生产工作带来了极大的便利。本文简要介绍了转炉炼钢工艺的整体情况，分析了炼钢转炉自动化系统的构成情况，并着重分析了炼钢转炉PLC系统的设计工作。

关键词：炼钢转炉系统；自动化；PLC控制系统；

钢材是社会生产生活中所不可或缺的重要原材料，伴随社会发展的不断加速，其应用范围日益广泛，需求量日益增高。2010年，我国钢材料年产量达到6.27亿吨，越居世界第一。毋庸置疑，如此庞大的钢材产量，对于能源、原料的需求量都是巨大的。由于能源危机的迫近，钢铁生产所需投入成本不断大幅上升，给钢铁生产企业带来沉重压力。在此情境下，提高生产效率，节能降耗成为了走出这一困境的重要手段。转炉自动化，就是自动化系统在炼钢转炉中重要应用之一。其中较为具有代表性的是氧气转炉自动化系统，这一系统中包括了计算机系统、电子称量装置以及以及自动检测仪器。根据设备的原件配置以及流程工艺进行划分，可以分成主供氧设施、主原料、副原料以及煤气回收、成分分析和电子计算机信息化测量控制系统。大型转炉自动化系统中，除了上面提到的装置与系统以外还有铁水预处理系统以及钢水脱气处理系统和铸锭控制的系统，在一些从国内外大量工程实践数据来看，自动化控制系统的大规模应用，具有着极为卓越的效果。

一、炼钢转炉自动化系统简介

炼钢转炉自动化系统，按照控制过程可划分为测控对象、设置环节、监测控制三部分：。其中监测控制系统以及设置环节主要服务于系统测控对象，在具体生产过程中，设置环节设置工艺参数以及生产顺序，监测控制系统实现现场数据测量收集、生产设备的自动化控制、生产流程的自动化监视。

二、炼钢转炉PLC系统的设计状况

可编程序逻辑控制器，简称PLC，是一种广泛应用于工业中的控制用电子计算程序。因具有编程简单，使用方便、高性价比、技术成熟，适用范围广、可靠性高以及维修简单等优势，伴随着钢材生产自动化脚步的不断前进，PLC也在其中得到了广泛的应用。

转炉炼钢的自动化控制技术探讨

在国际钢材市场的冲击下，需要不断提高我国钢材的产品质量，所以我国钢铁企业要尽快创新转炉炼钢技术，加快生产速率，不但要保障钢的质量，还要尽量减少能耗，这样才能与国际钢铁行业接轨。文章就我国转炉炼钢自动化控制技术的运用与转炉炼钢智能化系统的功能展开剖析。

标签：钢材市场；转炉炼钢；自动化控制技术

0 引言

因为转炉炼钢的生产环境差，过程相当繁琐，并且工作期间无法精准地实施不间断的测量，所以使用一般的进程控制办法控制起来相当难，而单凭人工经验来控制炼钢终点又无法保障高品质钢材、操作稳定和低能耗，这与现今钢铁市场低成本高品质的标准相差太远，而如果想增强产品的市场争夺力，就一定要提升炼钢科技化水平，一定要精确地智能控制炼钢生产，只有如此才能提升炼钢的生产速率与成品质量。转炉炼钢中的主材料有铁水、废钢、铁合金等，当加热的铁水与废钢和铁合金混合在一起时就会发生热化学反应，从而在转炉里进行炼钢。在转炉炼钢技术中融入了计算机信息技术、网络技术、工业控制技术等，通过这些技术对变量控制更精准，其被认为是炼钢中最核心的环节。随着工作生产中涌现出大量的智能控制技术，随之带动了各大钢铁企业的转炉炼钢自动化技术，同时需要的人力与物力大幅减少，但钢质量却大幅提升。

1 转炉炼钢自动化控制的优势

最多见的自动化转炉炼钢系统关键是二级计算机控制体系，就是一级基础性智能控制模块和二级过程的智能控制模块，其中一级基础性智能控制模块关键涵盖了氧枪智能控制体系、底吹控制体系、转炉智能化仪表系统、副枪智能控制体系、除尘智能控制体系等，二级过程性智能控制模块关键包含数据收集系统、补吹校正运算系统、报表打印系统等这种转炉炼钢智能化控制体系可将过程中的参数集中显示与管理，并创建强可视性的界面，显示的内容有模拟的工艺程序、趋势曲线等，在减轻繁重工作的同时，还让人直观地认识工艺与设备的运营状态。

通過实际运用汇总得出，运用转炉炼钢智能化控制技术拥有绝对的技术优势，其体现出的优点关键表现为：一是超过一半的转炉不需要后吹，直接将终点温度和碳的命中率提升至90%；二是不再需要较长的冶炼周期，炼钢速度也加快了；三是降低了30%喷溅率和3kg/t的石灰消耗率，同时使得铁率上升了0.5%左右；四是对炼钢工经验的依赖性大幅缩减，有助于标准化、规范化管理水平的提升，显著减少能耗，增加经济利润。

转炉炼钢自动控制系统设计的开题报告

一、选题背景

钢铁工业是国民经济的重要支柱产业之一，而转炉炼钢作为钢铁制造主要的生产方式之一，其控制系统的设计和优化可以提高生产效率，降低成本，提高钢材的品质。因此，转炉炼钢自动控制系统的设计具有很高的实用价值和研究意义。

二、选题意义

转炉炼钢自动控制系统中包括了温度、压力、流量等多个参数，这些参数的稳定控制直接影响到钢材的品质和成本。在传统的转炉炼钢中，生产工艺是由人工控制的，存在许多人为因素的干扰，不仅效率低下，而且容易出现质量问题。因此，需要设计一个自动化的控制系统，可以在实时监测炉内状态的基础上精确的调整炉内的温度、压力、流量等参数，从而实现高效、稳定、可靠的生产。

三、研究内容

本研究的主要内容包括：

1.转炉炼钢自动控制系统的基本原理及工作方式的研究。

2.通过对转炉炼钢过程的分析和建模，基于PID控制算法设计控制系统。

3.设计节点式控制策略，精确测量温度、压力、流量等多个参数，实现转炉炼钢过程的自动化控制。

4.设计数据采集系统，采集控制系统运行状况，并实现远程监控与管理。

四、研究方法

本研究采用实验研究与理论模拟相结合的方法。具体步骤如下： 1. 根据转炉炼钢的工作原理进行理论模拟，确定主要参数的集成方式，设计控制算法。

2. 建立转炉炼钢的物理模型，并进行试验，获取实验数据，验证模型正确性。

3. 根据实验数据和理论模拟结果，优化控制算法，完善自动化控制系统的设计。

4. 运用MATLAB等软件对实验结果进行数据处理和分析，生成研究报告。

五、预期成果

1. 转炉炼钢自动控制系统的设计方案及控制策略。

2. 基于理论模型和实验数据的控制算法。

3. 完善的数据采集系统和远程监控管理方案。

4. 相关数据分析及实验结果的研究报告。

六、研究难点

1. 如何有效地获取转炉炼钢过程中的温度、压力、流量等参数，并保证参数的准确性和精度。

2. 如何设计优化PID算法，实现对控制系统的精确控制，提高控制过程的稳定性和效率。

炼钢厂转炉PLC系统自动控制

摘要：随着PLC技术的发展，PLC系统在工业企业中的应用越来越广泛。钢铁企业已普遍采用PLC 来实现电气和自动化控制。基于此，本文首先阐述炼钢厂转炉的工艺和系统功能，然后分析了转炉PLC自动控制系统的构架，并探讨了转炉PLC系统设计。

关键词：炼钢厂；转炉；PLC系统；自动控制

引言：利用计算机控制系统对炼钢厂作业进行自动化调控，不仅降低了生产人员的作业难度，也大大优化了生产工艺流程，降低了企业运行的生产成本，有助于炼钢工艺的优化调整。

1、炼钢厂转炉的工艺和系统功能

1.1转炉炼钢的工艺

目前，在不同的程度上对容积比较大的转炉炼钢所采用的均为自动控制。本文将对自动化控制系统作简单介绍，包括转炉本体、散装料、一次除尘（OG

法）、吹氩站、循环的水泵房、炉后铁合金、二次除尘、混铁炉的除尘、三万气柜、VD炉水的处理等。

冶炼散装料主要是通过四条胶带机由低位料仓将转炉炼钢需要加入的配料送到转炉炉顶料仓；转炉本体作为整个系统核心的部分，进行转炉吹氧炼钢，到1700℃时从炉后钢包流出钢水，然后向转炉吹氮，经过溅渣护炉，向炉前出渣；把钢水倒入钢包之后，加入合金调节钢水成分；转炉烟气通过两个除尘的系统排出：一次除尘系统是通过高压的风机从转炉烟罩抽风，二次除尘系统是通过高压的风机，抽出天车从转炉倒入钢水的烟气。

1.2转炉系统功能

系统对于生产全过程的情况进行监视，控制和管理的过程，这一点相较于过去的传统生产而言，更加精确的将生产过程中的数据进行了定位，检测，能够让操作人员对于生产过程中的实时参数更加的了解，这样转炉的运用就能够更加的高效和安全。

典型的转炉自动化控制系统的主要组成部分分为过程控制计算机，微型计算机和各种自动检测仪和电子称量装置等各个部分，这些部分共同组成了转炉的自动化系统，而且辅助系统还分为了供氧系统，原料系统和煤气回收系统等，这些都由计算机测控系统来检测。