轉爐煉鋼自動控制基礎及工藝

轉爐煉鋼自動控制基礎及工藝自動控制知識自動化控制系統(tǒng)是指在表征生產過程中的溫度、壓力、流量、物位等狀態(tài)參數作為被控對象的系統(tǒng)。包括：常規(guī)過程控制系統(tǒng)和計算機過程控制系統(tǒng)第2頁,共58頁，2024年2月25日，星期天儀表基本常識之誤差一、測量誤差1、按誤差數值表示方法可分為：絕對誤差、相對誤差、引用誤差；絕對誤差=測量值-真值。相對誤差=絕對誤差/儀表示值*100%引用誤差=絕對誤差/量程*100%儀表精度等級是根據引用誤差來劃分的2、按誤差出現規(guī)律可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差、誤差；系統(tǒng)誤差又稱規(guī)律誤差，其大小和符號均不改變或按一定規(guī)律變化。隨機誤差又稱偶然誤差。疏忽誤差又叫粗差。

第3頁,共58頁，2024年2月25日，星期天儀表的質量指標

準確度和準確度等級：準確度是指測量結果和實際值的一致程度。

準確度等級是儀表按準確度高低分成的等級。它決定儀表在標準條件下的誤差限，也就是儀表基本誤差的最大允許值。準確度習慣上又稱精確度或精度，準確度等級也稱精確度等級或精度等級第4頁,共58頁，2024年2月25日，星期天儀表分類凡是用來直接或間接將被測參數和測量單位作比較的設備，均稱為測量儀表。其分類有以下幾種：1、按被測參數不同，可分為：壓力測量儀表、物位測量儀表、流量測量儀表、溫度測量儀表、成分分析儀表等。2、按顯示方式：可分為指示式、指示記錄、累積式、數字式和屏幕式等。第5頁,共58頁，2024年2月25日，星期天儀表分類按用途不同可分為：標準儀表、實驗室用儀表和工業(yè)用儀表。按裝置地點不同可分為就地安裝儀表和盤裝儀表。其基本組成大致可分為：檢測變換部分、傳送部分和顯示部分。第6頁,共58頁，2024年2月25日，星期天壓力測量壓力就是垂直作用在單位面積上的作用力。P=F/S壓力單位有：1、標準大氣壓:2、工程大氣壓：kgf/cm23、帕斯卡:Pa，kPa，MPa，4、毫米水柱、汞柱:mmH2O、mmHg;第7頁,共58頁，2024年2月25日，星期天壓力測量在壓力測量中常有大氣壓力、絕對壓力、表壓力、負壓力之分。

P表壓力=P絕對壓力-P大氣壓力

P表壓力<0時，則稱為負壓壓力測量儀表分類有以下幾種：1、液柱式：U形管2、彈性式：薄膜式壓力表、彈簧管壓力表3、電氣式：電容式Rosement1151S、3051擴散硅式EJA120\430、硅電阻Honeywell3000第8頁,共58頁，2024年2月25日，星期天流量測量儀表流量是指：單位時間內通過管道某一截面的流體數量?？煞譃轶w積流量和質量流量常用單位有：m3/h、l/min、t/h、Nm3/h流量儀表檢測原理有：差壓式、頻率式、電磁式等。新轉爐用到的流量計有：孔板、彎管流量計、阿牛巴流量計、威力巴流量計、旋進式流量計、電磁流量計第9頁,共58頁，2024年2月25日，星期天溫度測量儀表溫度是衡量物體冷熱和諧的一個物理量。常用溫標有華氏溫度、攝氏溫度和開氏溫度。測量方法有：熱電偶、熱電阻、非接觸式。熱電偶、快速熱電偶、熱電阻Pt100、連續(xù)測溫表等。配套儀表有：測溫表具體有：鐵水處理、爐前、吹氬、精煉爐、中間包、鋼坯表面。第10頁,共58頁，2024年2月25日，星期天物位測量測量方式有靜壓式、雷達、超聲波、核輻射式等。如：單法蘭變送器、雙室平衡容器、雷達、光纖柜位計、超聲波水位計等。第11頁,共58頁，2024年2月25日，星期天稱重設備電子衡器的組成：承重和傳力機構稱重傳感器測量和顯示新轉爐主要測量點有：氧槍稱重、散裝料稱重、廢鋼秤、鐵合金小車、鐵水包、鋼水行車、鋼包。第12頁,共58頁，2024年2月25日，星期天工業(yè)自動化化

現代鋼鐵工業(yè)自動化化系統(tǒng)一般可分為：基礎自動化、過程自動化和管理自動化。一級基礎自動化級為設備級控制，包括檢測儀表及控制、電力等傳動系統(tǒng)控制和監(jiān)控。二級過程自動化是在數據采集的基礎上又增加一些控制和管理功能。三級管理自動化又分為總廠經營管理和分廠管理。

第13頁,共58頁，2024年2月25日，星期天特點

過程自動化(或生產控制級)計算機的主要結構特點為分級控制和分散控制以及多機系統(tǒng)；應有與上位生產管理計算機相聯的接口，對下應與基礎自動化級相聯等。第14頁,共58頁，2024年2月25日，星期天基礎自動化級設置過程自動化和生產控制級計算機的作用和目的為：

1、優(yōu)化全生產線生產過程，提高綜合效益；

2、控制優(yōu)良過程的再現性，為整個生產過程實現穩(wěn)定高質量和高效益提供手段；

3、滿足多煉鋼、全量鐵水預處理和全連鑄等新工藝及產品方案系列鋼種生產的需要；

4、提高產量、產品合格率和金屬收得率以及節(jié)能降耗并延長設備壽命；

第15頁,共58頁，2024年2月25日，星期天基礎自動化級5、改善勞動條件、節(jié)省人力提高勞動生產率；6、提供近期和歷史數據，以提高質量分析技術和生產管理水平。

第16頁,共58頁，2024年2月25日，星期天功能

生產管理。包括吹煉命令輸入，出鋼和鋼包計劃輸入，生產作業(yè)狀況顯示和傳送及各種報表及考核等。跟蹤。通過質計處信息管理系統(tǒng)對鐵水預處理、爐外精煉、樣品分析中心過程計算機對鐵水、廢鋼、鋼水、鋼坯等的成份、重量跟蹤。

第17頁,共58頁，2024年2月25日，星期天功能設定控制。如參考模型手動輸入控制吹氧流量控制、氧槍高度控制、副原料裝入控制、底吹控制等。轉爐吹煉終點控制。根據初始裝料（鐵水和廢鋼）條件計算好副原料加料和底吹供氣模型。參考模型手動輸入控制。主原料計算及副原料管理。第18頁,共58頁，2024年2月25日，星期天計算機控制系統(tǒng)簡介可分為：下位機：PLC控制上位機：工業(yè)監(jiān)控第19頁,共58頁，2024年2月25日，星期天PLC控制系統(tǒng)PLC主要有：ABB、SIEMENS、GE、MODICON等。轉爐系統(tǒng)用GE，連鑄與熱送用SIEMENS。GE簡介：第20頁,共58頁，2024年2月25日，星期天工業(yè)監(jiān)控軟件常用的有：西門子：WinCC；

GE:iFix；SimplesityAB:eView；

intouch；北京亞琛：組態(tài)王；

第21頁,共58頁，2024年2月25日，星期天GE90-3032640輸入/32640輸出模擬量2048輸入/2048輸出開關量240K程序代碼空間.22ms/K程序代碼3-5ms每個閉環(huán)刷新間隔

第22頁,共58頁，2024年2月25日，星期天HotStandby90-70PLCETHERNET(TCP/IP)iFixHMI數學模型Alpha/VMSC++編程工具包EGD/SRTPDCS工程師站Web服務器瀏覽站PA70DCSInnovationControllerVersaMaxPLCSDBGEToolBoxProfibus/Genius/DevivenetProfibus/Genius/D-LanVME底板總線加熱爐控制軋線控制分散I/OMCC交直流傳動系統(tǒng)特點:1.開放的WindowsNT或VMS操作系統(tǒng)2.VME總線控制器3.GE專有的數學模型4.提供NT或VMS平臺上的C++開發(fā)工具,允許用戶自建的數學模型與控制器完成EGD/SRTP網絡數據通訊GETotalSolutionGE工業(yè)系統(tǒng)集團網絡介質訪問層網際層(IP)TCP/UDPSRTP/EGDTCP/IP應用層協(xié)議以太網以太網通訊,模型第23頁,共58頁，2024年2月25日，星期天OpenProcess的遠程訪問技術GE工業(yè)系統(tǒng)集團電話線遠程計算機VIEWERS(瀏覽站)工程師站(服務器)Plant-WideNetwork廠區(qū)局域網WindowsNTRASServer遠程撥號訪問IE4.0/NetscapeViewer或PA-70遠程訪問監(jiān)控流程圖第24頁,共58頁，2024年2月25日，星期天新轉爐控制系統(tǒng)新轉爐控制系統(tǒng)按PLC的CPU分包括：1、轉爐本體；2、汽化系統(tǒng)；3、二次除塵；4、上料系統(tǒng)；5、吹氬站；6、五萬氣柜；7、水處理系統(tǒng)；第25頁,共58頁，2024年2月25日，星期天新轉爐控制系統(tǒng)7、精煉爐系統(tǒng)；8、鐵水預處理；9、連鑄系統(tǒng)；10、鑄坯熱送；以下分述：第26頁,共58頁，2024年2月25日，星期天本體流程圖第27頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之電氣控制轉爐傾動系統(tǒng)的連鎖控制。轉爐傾動潤滑系統(tǒng)的控制。轉爐傾動位置控制。底吹系統(tǒng)控制。氧槍升降位置系統(tǒng)的連鎖控制。氧槍橫移小車行走和鎖定裝置的控制。氧槍鋼絲繩張力保護控制。

第28頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之電氣控制爐后合金加料設施的控制。擋火門和擋渣塞的控制。渣車系統(tǒng)控制。振動給料機的控制。電磁閥的控制。溶劑稱量斗及集中斗稱量控制。其他輔助設備控制。

第29頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之電氣控制第31頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體儀表檢測與控制轉爐頂吹系統(tǒng)之檢測點有●

鋼水溫度測量●

氧氣總管壓力、流量、溫度測量●

氧氣壓力調節(jié)●

氧氣調節(jié)閥前后壓力測量●

氧氣快速切斷閥后壓力測量●

氧槍鋼絲繩張力測量●

氧槍槍位測量●

氧槍連鎖控制第32頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之檢測點●氧槍冷卻水總管壓力、溫度測量●氧槍冷卻水進水支管壓力、溫度、流量測量●

氧槍冷卻水回水支管壓力、流量測量●

氧槍冷卻水回水溫度測量●

氧槍冷卻水進出水溫差測量●

爐口進出水溫差、流量測量●

耳軸進出水溫差、流量測量●

低壓水流量、壓力測量第33頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之檢測點●氮氣總管壓力、流量測量●

濺渣護爐氮氣流量、壓力測量●

氮氣總管壓力調節(jié)轉爐稀油站系統(tǒng)●

稀油箱稀油液位測量●

稀油箱稀油壓力測量●

稀油箱稀油溫度測量第34頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之檢測點轉爐底吹系統(tǒng)●

底吹氬氣,氮氣總管壓力，流量測量●

底吹氬氣，氮氣支管壓力，流量測量●

底吹氬氣，氮氣總管壓力調節(jié)●

底吹氬氣，氮氣支管流量調節(jié)第35頁,共58頁，2024年2月25日，星期天轉爐本體之檢測點●底吹氬氣，氮氣分支總管壓力調節(jié)●底吹氬氣，氮氣分支總管壓力、溫度、流量測量●底吹氬氣，氮氣切換控制

第36頁,共58頁，2024年2月25日，星期天流程圖第37頁,共58頁，2024年2月25日，星期天吹氬站系統(tǒng)控制振動給料機稱量小車電振動給料機吹氬槍升降電機第38頁,共58頁，2024年2月25日，星期天吹氬站系統(tǒng)檢測

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氬氣壓力測量、控制●

氬氣流量測量●

鋼包鋼水溫度測量●

鐵合金稱量●

廢鋼稱量第39頁,共58頁，2024年2月25日，星期天流程圖第40頁,共58頁，2024年2月25日，星期天煙氣凈化主要完成功能：一次煙氣冷卻系統(tǒng)：活動煙罩升降控制。冷卻水泵的控制。排氣閥、排水閥控制。一次煙氣凈化系統(tǒng)：電磁閥的控制。電動閥的控制。冷卻水泵的控制。潤滑站的控制。

第41頁,共58頁，2024年2月25日，星期天煙氣凈化煙氣凈化●

煙氣成份(CO、O2)分析●

一文進口煙氣溫度測量●

二文進、出口煙氣溫度測量●

一文、二文進出口差壓測量●

偶合器供、排油溫度測量●

引風機進出口煙氣溫度、壓力測量●

引風機、電機軸承溫度測量第42頁,共58頁，2024年2月25日，星期天煙氣凈化汽化冷卻系統(tǒng)●

鍋筒壓力，水位測量、控制●

蓄熱汽包壓力及水位測量、控制●

給水壓力測量●

給水流量測量及控制●

蒸汽壓力，流量測量●

工業(yè)水壓力，流量測量第43頁,共58頁，2024年2月25日，星期天煙氣凈化第44頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二次除塵系統(tǒng)

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除塵器進、出口壓力測量●

煙氣流量測量●

引風機進、出口壓力測量●

引風機進、出口溫度測量●

液力偶合器供排油溫度測量●

除塵器進口摻冷風控制●

支管煙氣閥門控制

第45頁,共58頁，2024年2月25日，星期天流程圖第46頁,共58頁，2024年2月25日，星期天上料系統(tǒng)l

散裝料系統(tǒng)PLC主要功能：振動給料機的控制。上料皮帶機的控制。卸料小車行走的控制。其他輔助設施的控制。其他輔助設備的控制。

●高位料倉料位測量

第47頁,共58頁，2024年2月25日，星期天流程圖第48頁,共58頁，2024年2月25日，星期天氣柜系統(tǒng)主要包括煤氣柜、煤氣加壓站系統(tǒng)煤氣柜油泵及氣閥控制。煤氣加壓機控制。煤氣進出口閥的調節(jié)。流量、壓力、溫度、液位、一氧化碳等的數據采集。與轉爐生產的聯系信號。

第49頁,共58頁，2024年2月25日，星期天氣柜系統(tǒng)5×104m3干式煤氣柜●

進柜煤氣壓力、流量檢測●

進柜煤氣溫度檢測●

柜內煤氣壓力檢測●

柜內煤氣溫度檢測●

氣柜煤氣儲量檢測●

活塞上部CO含量檢測●

活塞傾斜度檢測第50頁,共58頁，2024年2月25日，星期天活塞高度、運行速度檢測●

氮氣壓力檢測