高炉喷煤自动化控制系统的优化

高炉喷吹煤粉控制的最优化
Langer,K;邓志贤
【期刊名称】《钢铁译文集》
【年(卷),期】1990(000)001
【总页数】6页(P47-52)
【作者】Langer,K;邓志贤
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF538.63
【相关文献】
1.邯钢2000m3高炉喷吹煤粉系统的自动化控制 [J], 姚伟;潘顺通;张润泽
2.柳钢高炉喷吹煤粉控制系统的应用实践 [J], 林锋;韦金珍
3.PLC在高炉喷吹煤粉控制系统中的应用 [J], 姚桐;常俊杰;牛自强
4.Controllogix5000控制系统在高炉喷吹煤粉生产中的应用 [J], 李付民
5.PLC在高炉喷吹煤粉控制系统中的应用 [J], 姚桐;常俊杰;牛自强
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高炉自动控制改造实践摘要：汉钢公司2#高炉自2011年建设投运以来，高炉面临着炉料、设备和内部冶炼环境的变化，操作难度非常之大，高炉运行时，原料的突发变化、煤气波动、设备故障、人员操作不稳定都会影响高炉的稳定运行。

因此，为全方位监控高炉生产，打造智能化高炉，针对自动化控制方面缺陷，通过科学对标及引进，在自动化控制方面，采用PROFIBUS-DP远程智能从站技术，在高炉炉顶设置西门子PLC从站，由光纤通信替代繁琐的控制线路；将2#高炉网络优化为环网，将传统线性通讯方式网络改造成星型拓扑，实现网络通信的冗余。

关键词：高炉；自动化；网络通信；环网；冗余一、前言汉钢公司2#高炉于2011年3月开工建设，2012年8月投入运行。

高炉容积2280m³，目前2280高炉利用系数设计为（2.4—2.7）t/m³d，喷煤比为（150—200）kg/t，年产铁水192万吨。

高炉内部高温、高压、反应环境复杂，高炉操作面临着炉料、设备和内部冶炼环境的变化，操作难度非常之大。

炉顶采用无料钟串罐式，控制系统为西门子S7-400H冗余控制系统，控制炉顶液压站、挡料阀、上密封阀、料流阀、下密封阀、均压阀、放散阀、布料器、温度检测、压力检测等设备，确保这些设备的正常运行，是保障高炉生产稳定顺行的基石。

相应控制系统控制部分设在炉底配电室PLC柜，输入信号和输出信号都需长距离电缆传输。

高炉运行时，原料的突发变化、煤气波动、设备故障、人员操作不稳定都会影响高炉的稳定运行。

二、高炉自动控制方面存在的问题：1.（1）高炉控制系统采用西门子PLCS7-400H系统，设置在炉底配电室PLC柜，输入信号和输出信号都需通过长距离电缆传输，随着电气元件及其线路的老化，压降、信号干扰、软故障、故障频发等问题，造成电气线路互为交叉，任何一个点出现问题（如继电器触点接触不良），将影响整个控制回路不能正常工作，进而影响高炉上料中断。

原电气控制系统整体设计冗繁，外部继电器控制线路复杂，故障频繁，效率低，随着电气控制系统电缆线路及电气元器件的老化，同时高炉自控系统较为落后，程序设计繁琐漏洞多、可读性差，对高炉的正常生产造成较大隐患。

基于高炉喷煤计算机控制系统的设计与研究的开题报告一、研究背景和意义高炉是钢铁工业生产过程中的关键设备之一，喷煤是高炉最主要的还原剂，对高炉冶炼工艺和经济效益具有重要影响。

随着计算机技术的不断发展，高炉喷煤计算机控制系统的应用已成为提高高炉生产效率、降低生产成本、保证产品质量的必要手段。

因此，研究高炉喷煤计算机控制系统的设计和优化，对于提高我国钢铁生产的科技水平和技术含量具有重要的意义。

二、研究内容和方法本论文旨在研究高炉喷煤计算机控制系统的设计与研究，具体内容包括：（1）高炉喷煤计算机控制系统的原理和架构分析。

（2）高炉喷煤计算机控制系统的硬件设计和软件开发。

（3）高炉喷煤计算机控制系统的仿真模拟和实验验证。

本论文采用文献资料法、实验研究法、数学模型法及计算机仿真法等多种研究方法。

三、预期目标和成果本论文的预期目标和成果有：（1）设计一套高炉喷煤计算机控制系统，实现自动化、智能化控制。

（2）通过仿真模拟和实验验证，验证高炉喷煤计算机控制系统的可行性和有效性。

（3）总结高炉喷煤计算机控制系统的设计和优化方法，为高炉智能化控制方面的研究提供一定的参考和借鉴。

四、研究进度安排论文计划三年完成，研究进度安排如下：第一年：对高炉喷煤计算机控制系统的原理和架构进行分析，并进行硬件设计和软件开发。

第二年：利用仿真模拟和实验验证高炉喷煤计算机控制系统的有效性和可行性。

第三年：总结高炉喷煤计算机控制系统的设计和优化方法，完成论文的撰写和修改。

五、研究的难点和解决途径高炉喷煤计算机控制系统的研究难点主要包括以下几个方面：（1）高炉喷煤传感技术的研究和开发。

（2）高炉喷煤计算机控制系统的仿真模拟和实验验证。

解决难点的途径包括：（1）参考现有研究成果，结合本论文目标和实际需要，开发符合高炉喷煤控制的传感技术。

（2）采用仿真模拟和实验验证相结合的方法，多维度、多角度地分析高炉喷煤计算机控制系统的优化结果。

六、论文的创新点本论文的创新点主要包括以下几个方面：（1）提出高炉喷煤计算机控制系统的硬件设计和软件开发方法，并对其进行系统化和集成化设计。

高炉喷煤给煤机控制系统优化改造石琳芳【摘要】高炉喷煤系统中的给煤机是煤粉磨制的关键环节,其控制系统直接制约给煤机的运行.为保证给煤机控制系统的高效工作,技术人员对控制系统进行优化,由原先单一转换开关控制改造为转换开关和中间继电器,利用中间继电器可靠稳定的结构优势,简化控制过程,加强控制效果,解决调试中带来的问题,进一步优化操作方式.改造后,给煤机的故障率下降了33.3％.,保障了高炉的正常用煤.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2017(039)006【总页数】2页(P56-57)【关键词】给煤机;控制系统;转换开关;中间继电器【作者】石琳芳【作者单位】山钢股份莱芜分公司炼铁厂,山东莱芜271104【正文语种】中文【中图分类】TF3251 前言山钢股份莱芜分公司炼铁厂5#、6#1 080 m3高炉冶炼过程中采取喷吹煤粉的工艺技术，煤粉靠压缩空气或者压缩空气和氮气将其从煤粉仓输送至高炉炉缸。

在制粉过程中，首先将配好的原煤经过皮带运输机输送至原煤仓，再经给煤机进入中速磨，实现煤粉制作的全过程。

其中，给煤机是原煤仓与中速磨的纽带，是实现煤粉磨制的重要环节。

应高炉连续生产的需求，煤粉磨制不间断，为此就要求给煤机运行保持顺畅，这对其控制系统提出了更高要求。

2 给煤机结构及控制系统组成2.1 结构及工作原理给煤机传动结构是由给煤机皮带马达、皮带电机风扇、清扫机马达以及油泵马达组成。

在三相380 V电压给定下，给煤机传动系统各部件同时得电并开启。

在此条件下给煤机利用皮带拖动原煤运行，当原煤从煤仓被皮带拖出后，在胶带的带动下，靠自重与皮带之间的摩擦力平稳地向前移动，从而实现连续、均匀地给煤。

2.2 控制系统煤机实现整个过程靠的就是给煤机的控制系统，其主要包括微机电子皮带秤仪表、变频器［1］、电流隔离器以及中央控制室的微机4个工作单元。

给煤机各单元之间工作原理见图1。

给煤机的操作分为就地操作和主控室PLC操作两种。

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。

高炉自动化介绍1. 引言高炉自动化是指利用先进的控制技术和自动化设备，对高炉的操作和生产过程进行监控、控制和优化，以提高高炉生产效率、降低能耗和环境污染。

本文将详细介绍高炉自动化的原理、应用和优势。

2. 高炉自动化的原理高炉自动化系统主要包括数据采集、数据处理、控制和优化四个环节。

数据采集通过传感器和仪表对高炉内外的各种参数进行实时监测，如温度、压力、流量等，将数据传输给数据处理系统。

数据处理系统对采集到的数据进行分析和处理，生成相应的控制指令。

控制系统根据指令对高炉内的各个设备和工艺进行控制，实现自动化操作。

优化系统通过对采集到的数据进行分析和建模，提供优化建议，帮助高炉实现最佳工艺和运行状态。

3. 高炉自动化的应用高炉自动化广泛应用于钢铁行业，特别是大型钢铁企业。

它可以实现高炉生产过程的精确控制和优化，提高产品质量和产量，降低能耗和环境污染。

具体应用包括：(1) 高炉温度控制：通过对高炉内各个部位的温度进行实时监测和控制，确保高炉内部温度稳定在最佳工艺范围，提高炉渣融化和燃烧效率。

(2) 燃料控制：通过对燃料供给系统的控制，实现燃料的精确供给，提高燃烧效率，降低能耗和环境污染。

(3) 压力控制：通过对高炉内外压力的监测和控制，确保高炉内部的气体流动和压力分布符合最佳工艺要求，提高炉内的燃烧效率和物料流动性。

(4) 流量控制：通过对高炉内各个管道和设备的流量进行实时监测和控制，确保物料和气体的流动稳定和均匀，提高高炉生产效率和产品质量。

4. 高炉自动化的优势高炉自动化具有以下几个优势：(1) 提高生产效率：自动化控制系统能够实时监测和控制高炉内的各个参数，确保高炉处于最佳工艺状态，提高生产效率和产量。

(2) 降低能耗：自动化控制系统能够精确控制燃料供给和燃烧过程，提高燃烧效率，降低能耗和燃料成本。

(3) 减少环境污染：自动化控制系统能够优化高炉的工艺和运行状态，减少废气、废水和固体废弃物的排放，降低环境污染。

高炉喷煤自动化系统采用西门子S7-400PLC介绍了高炉喷煤自动化系统的的硬件配置，软件编程，以及调试。

标签：PLC自动控制；西门子PLC；高炉喷煤一、高炉喷煤工艺及作用现代高炉冶炼需用焦炭，它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量；还原铁矿石需要的还原剂；以及维持高炉料柱透气性的骨架。

高炉喷煤是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用。

以价格低廉的煤粉部分替代冶金焦炭，不仅可以降低生产成本，且减少焦炭的需求量，可降低炼焦生产对环境的污染。

其工艺流程图如下：二、控制系统硬件配置本套自动化系统采用一套，两台上位机完成对整个系统的监控及数据采集等。

自动控制系统采用S7-400 系列PLC硬件组成基础自动化系统。

采用Intouch10.0监控软件，编程软件采用STEP7V5.4，系统平台为Windows XP，组成计算机操作系统，实现人机通讯。

控制器与上位机之间采用环形工业以太网进行通讯。

主机控制单元接受由I/O接口收集的信号进行开关量和模拟量的处理后，将信号经I/O接口实现对设备的控制，与监控站及上位机通讯。

系统中所用PLC模块型号如下：电源模块6ES7 407-0KA02-0AA0；CPU 6ES7416-2XN05-0AB0；以太网通讯模块6GK7 443-1EX20-0XE0；总线接口模块6ES7 153-1AA03-0XB0；数字量输入模块6ES7 321-1BH02-0AA0；数字量输出模块6ES7 322-1BH01-0AA0；模拟量输入模块6ES7 331-7KF02-0AB0；模拟量输出模块6ES7 332-5HD01-0AB0。

系统配置图如下：三、控制系统组成这里是以某厂已投用喷煤项目对控制系统做相关介绍。

该系统根据工艺可分成以下几个分系统。

（一）制粉系统制粉系统主要工艺流程如下：原煤从定量给煤机通过皮带进入原煤仓，经阀门进入给煤机皮带，通过皮带进入磨煤机，在磨煤机内经不断碾压成粉状。

自动化控制系统的精度优化一、引言自动化控制系统是现代制造业中的核心技术之一，它可以提高生产效率、降低生产成本，为企业的可持续发展打下坚实的基础。

然而，在实践中，我们发现自动化控制系统存在着精度不高的问题，这不仅会影响到产品的质量，还会增加企业的成本和风险。

因此，本文将从各个角度探讨如何优化自动化控制系统的精度，提高生产效率和产品质量。

二、影响自动化控制系统精度的因素1. 控制器的选择自动化控制系统的控制器是整个系统的核心，其控制精度直接影响到系统的稳定性和生产效率。

因此，在选择控制器时，需要根据具体的应用场景和要求综合考虑控制器的功能、性能和价格等因素，选择质量可靠、控制精度高的设备。

2. 传感器的质量传感器是自动化控制系统的关键组成部分，它能够将物理量转化为电信号，并反馈给控制器进行调节。

传感器的质量对系统的稳定性和精度有着非常重要的影响，因此，在选择传感器时，需要注意其品牌、型号、精度和可靠性等参数。

3. 控制算法的设计控制算法的设计直接关系到自动化控制系统的稳定性和精度。

要提高系统的精度，需要根据具体的应用场景和要求，综合考虑算法的优劣和适用性，设计出稳定、可靠、精度高的控制算法。

4. 频率响应特性频率响应特性是指系统对不同频率的输入信号作出反应的能力。

对于自动化控制系统来说，频率响应特性的好坏直接影响到系统的稳定性和精度。

因此，在设计自动化控制系统时，需要选用具有较好频率响应特性的控制器和传感器，以提高系统的控制精度和稳定性。

三、优化自动化控制系统的精度的方法1. 智能化控制智能化控制是指在传统控制方法基础上添加人工智能技术，使控制系统具有更加智能化、自适应的能力。

通过智能化控制，可以实现自动化控制系统的精度优化，提高系统的控制精度和稳定性。

2. 优化控制算法优化控制算法是指通过不断地优化和改进控制算法，达到提高自动化控制系统精度的目的。

在优化控制算法时，需要从控制器的应用场景、系统的要求和控制算法的优劣等方面进行综合考虑，选用合适的控制算法，不断地优化和改进算法以提高系统的精度和稳定性。

高炉喷吹系统自动控制研究与应用近些年，我国钢铁产能日益增大，优质炼焦煤资源却日渐匮乏。

高炉喷吹系统应用喷吹煤粉代替部分焦炭，进而可达到缓解炼焦煤供不应求的情况，同时也可有效节约煤炭能源。

随着高炉喷吹关键技术的不断进步和完善，其在钢铁冶炼工艺中的地位越来越高。

论文以高炉喷吹系统中的自动控制为研究对象，简要分析了其喷煤工艺与自控系统的设计，并探究了其实际应用，以期为相关技术人员提供参考。

【Abstract】In recent years，China’s iron and steel production capacity is increasing，but high quality coking coal resources are increasingly scarce. The blast furnace injection system uses pulverized coal instead of some coke，which can reduce the supply of coking coal and save coal energy effectively. With the continuous progress and improvement of the key technology of blast furnace blowing，its position in steel smelting process is becoming higher and higher. Taking the automatic control of blast furnace injection system as the research object，this paper briefly analyzes the design of its coal injection process and automatic control system，and explores its practical application，so as to provide reference for the relevant technical personnel.标签：高炉喷吹系统；自动控制；系统设计；应用1 引言社会经济发展速度的加快使得钢铁企业的竞争越来越激烈，提高生产作业率、降低企业成本、提高控制系统的自动化水平已经成为各个企业的必然选择。

高炉炉温优化控制方法在钢铁生产中，高炉是一个非常重要的设备，其炉温的控制对于提高生产效率和产品质量至关重要。

本文将介绍一些高炉炉温优化控制的方法。

1. 炉温监测系统炉温监测系统是高炉控制的基础，可以实时监测炉内温度的变化。

通过传感器采集数据，并传输到集中控制室进行分析和处理。

炉温监测系统的重要性在于及时发现温度异常和波动，从而采取相应的措施进行调整。

2. 燃料配料控制合理的燃料配料对于控制高炉炉温起着至关重要的作用。

通过控制煤气、煤粉、焦炭等燃料的配比，可以有效地控制高炉的燃烧过程和炉内温度。

合理的燃料配料可以减少燃烧负荷和温度波动，确保炉温稳定在合理的范围内。

3. 空气配风控制空气配风是高炉燃烧的关键环节之一。

通过控制空气的供给和分配，可以调节高炉的燃烧强度和炉温。

适当提高配风量可以增加炉内氧气浓度，促进燃烧反应，提高炉温；而降低配风量可以减少炉内氧气供应，降低炉温。

4. 废气热回收利用高炉产生的废气中包含大量的热能，利用废气进行热回收可以提高能源利用效率，减少能源消耗，同时也可以影响炉温的控制。

通过合理的废气回收系统，将废热转化为热水、电力等能源供应给其他设备，并控制废气的排放温度，可以实现对高炉炉温的优化控制。

5. 温度自动控制系统温度自动控制系统是高炉炉温优化控制的核心。

该系统通过计算机实时采集数据，并根据预设的控制策略进行处理和调整。

系统可以根据炉内温度的变化自动调整燃烧参数、配风量等，从而实现炉温的稳定控制。

温度自动控制系统的关键在于合理设定控制策略和参数，并通过不断优化和调整实现最佳的炉温控制效果。

综上所述，高炉炉温的优化控制对于钢铁生产至关重要。

通过炉温监测系统、燃料配料控制、空气配风控制、废气热回收利用以及温度自动控制系统等方法，可以有效地实现对高炉炉温的优化控制，提高生产效率和产品质量。

同时，还应加强对相关设备和技术的研发和创新，不断完善高炉炉温优化控制方法，为钢铁行业的可持续发展提供有力支撑。

系统优化,提高喷煤二期自控质量王猛;殷倩倩【摘要】山东钢铁莱芜有限公司炼铁厂喷煤车间750高炉喷煤老主控室PLC控制系统(包括1#中速磨、老系统ABCDE喷吹罐的控制)及称重系统，该自控系统自投产以来一直承担着高炉的制粉、喷吹的自动联锁控制。

十几年来一直运行正常，但是近一年多的时间，由于系统老化，设备精度降低，故障率明显提高，严重影响生产。

针对以上现象，对喷煤二期进行系统优化升级，事实证明升级后喷煤二期故障率几乎为零，大大降低了对生产的影响，提高了经济效益。

【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】1页(P122-122)【关键词】喷煤;制粉;高炉【作者】王猛;殷倩倩【作者单位】山东莱芜钢铁集团公司自动化部,山东莱芜 271104;山东莱芜钢铁集团公司自动化部,山东莱芜 271104【正文语种】中文山东钢铁莱芜有限公司炼铁厂喷煤车间750喷煤二期包括1#中速磨、老系统ABCDE喷吹罐及称重系统。

由于系统投入已经十几年，程序受PLC的限制，不能实现一些必要的优化，喷吹精度的控制基本依靠操作人员的经验，容易操作失误，操作工劳动强度增加。

且设备老化、精度降低，该系统近一两年来故障频发，发生故障的次数是以往的几倍，维护工作量大幅增长，严重的情况下还可能影响生产，不能正常喷吹。

解决喷吹问题，提高喷吹精度，降低系统故障率已经刻不容缓。

硬件方面包括控制系统、网络结构和通讯介质。

1）控制系统全部采用Quantum 设备，更换PLC系统的CPU模块、信号模块及继电器以及称重系统的更换集中。

2）为了改变现有网络结构的不合理，减少故障发生率，计算机通讯网络采用工业以太网结构，各PLC之间通过以太网，构成一个控制级通讯网络。

同时，每个PLC站都要求增加计算机接地，以减除外部干扰。

3）在通讯介质方面，主干缆采用五类线连接1#中速磨、ABCDE喷吹罐PLC，上位机采用五类线，工业控制网络采用屏蔽双绞线，远程通讯采用远程I/O方式，通讯介质为光缆。