转炉炼钢自动控制基础及工艺

转炉炼钢自动控制基础及工艺自动控制知识自动化控制系统是指在表征生产过程中的温度、压力、流量、物位等状态参数作为被控对象的系统。包括：常规过程控制系统和计算机过程控制系统第2页,共58页，2024年2月25日，星期天仪表基本常识之误差一、测量误差1、按误差数值表示方法可分为：绝对误差、相对误差、引用误差；绝对误差=测量值-真值。相对误差=绝对误差/仪表示值*100%引用误差=绝对误差/量程*100%仪表精度等级是根据引用误差来划分的2、按误差出现规律可分为：系统误差、随机误差、误差；系统误差又称规律误差，其大小和符号均不改变或按一定规律变化。随机误差又称偶然误差。疏忽误差又叫粗差。

第3页,共58页，2024年2月25日，星期天仪表的质量指标

准确度和准确度等级：准确度是指测量结果和实际值的一致程度。

准确度等级是仪表按准确度高低分成的等级。它决定仪表在标准条件下的误差限，也就是仪表基本误差的最大允许值。准确度习惯上又称精确度或精度，准确度等级也称精确度等级或精度等级第4页,共58页，2024年2月25日，星期天仪表分类凡是用来直接或间接将被测参数和测量单位作比较的设备，均称为测量仪表。其分类有以下几种：1、按被测参数不同，可分为：压力测量仪表、物位测量仪表、流量测量仪表、温度测量仪表、成分分析仪表等。2、按显示方式：可分为指示式、指示记录、累积式、数字式和屏幕式等。第5页,共58页，2024年2月25日，星期天仪表分类按用途不同可分为：标准仪表、实验室用仪表和工业用仪表。按装置地点不同可分为就地安装仪表和盘装仪表。其基本组成大致可分为：检测变换部分、传送部分和显示部分。第6页,共58页，2024年2月25日，星期天压力测量压力就是垂直作用在单位面积上的作用力。P=F/S压力单位有：1、标准大气压:2、工程大气压：kgf/cm23、帕斯卡:Pa，kPa，MPa，4、毫米水柱、汞柱:mmH2O、mmHg;第7页,共58页，2024年2月25日，星期天压力测量在压力测量中常有大气压力、绝对压力、表压力、负压力之分。

P表压力=P绝对压力-P大气压力

P表压力<0时，则称为负压压力测量仪表分类有以下几种：1、液柱式：U形管2、弹性式：薄膜式压力表、弹簧管压力表3、电气式：电容式Rosement1151S、3051扩散硅式EJA120\430、硅电阻Honeywell3000第8页,共58页，2024年2月25日，星期天流量测量仪表流量是指：单位时间内通过管道某一截面的流体数量。可分为体积流量和质量流量常用单位有：m3/h、l/min、t/h、Nm3/h流量仪表检测原理有：差压式、频率式、电磁式等。新转炉用到的流量计有：孔板、弯管流量计、阿牛巴流量计、威力巴流量计、旋进式流量计、电磁流量计第9页,共58页，2024年2月25日，星期天温度测量仪表温度是衡量物体冷热和谐的一个物理量。常用温标有华氏温度、摄氏温度和开氏温度。测量方法有：热电偶、热电阻、非接触式。热电偶、快速热电偶、热电阻Pt100、连续测温表等。配套仪表有：测温表具体有：铁水处理、炉前、吹氩、精炼炉、中间包、钢坯表面。第10页,共58页，2024年2月25日，星期天物位测量测量方式有静压式、雷达、超声波、核辐射式等。如：单法兰变送器、双室平衡容器、雷达、光纤柜位计、超声波水位计等。第11页,共58页，2024年2月25日，星期天称重设备电子衡器的组成：承重和传力机构称重传感器测量和显示新转炉主要测量点有：氧枪称重、散装料称重、废钢秤、铁合金小车、铁水包、钢水行车、钢包。第12页,共58页，2024年2月25日，星期天工业自动化化

现代钢铁工业自动化化系统一般可分为：基础自动化、过程自动化和管理自动化。一级基础自动化级为设备级控制，包括检测仪表及控制、电力等传动系统控制和监控。二级过程自动化是在数据采集的基础上又增加一些控制和管理功能。三级管理自动化又分为总厂经营管理和分厂管理。

第13页,共58页，2024年2月25日，星期天特点

过程自动化(或生产控制级)计算机的主要结构特点为分级控制和分散控制以及多机系统；应有与上位生产管理计算机相联的接口，对下应与基础自动化级相联等。第14页,共58页，2024年2月25日，星期天基础自动化级设置过程自动化和生产控制级计算机的作用和目的为：

1、优化全生产线生产过程，提高综合效益；

2、控制优良过程的再现性，为整个生产过程实现稳定高质量和高效益提供手段；

3、满足多炼钢、全量铁水预处理和全连铸等新工艺及产品方案系列钢种生产的需要；

4、提高产量、产品合格率和金属收得率以及节能降耗并延长设备寿命；

第15页,共58页，2024年2月25日，星期天基础自动化级5、改善劳动条件、节省人力提高劳动生产率；6、提供近期和历史数据，以提高质量分析技术和生产管理水平。

第16页,共58页，2024年2月25日，星期天功能

生产管理。包括吹炼命令输入，出钢和钢包计划输入，生产作业状况显示和传送及各种报表及考核等。跟踪。通过质计处信息管理系统对铁水预处理、炉外精炼、样品分析中心过程计算机对铁水、废钢、钢水、钢坯等的成份、重量跟踪。

第17页,共58页，2024年2月25日，星期天功能设定控制。如参考模型手动输入控制吹氧流量控制、氧枪高度控制、副原料装入控制、底吹控制等。转炉吹炼终点控制。根据初始装料（铁水和废钢）条件计算好副原料加料和底吹供气模型。参考模型手动输入控制。主原料计算及副原料管理。第18页,共58页，2024年2月25日，星期天计算机控制系统简介可分为：下位机：PLC控制上位机：工业监控第19页,共58页，2024年2月25日，星期天PLC控制系统PLC主要有：ABB、SIEMENS、GE、MODICON等。转炉系统用GE，连铸与热送用SIEMENS。GE简介：第20页,共58页，2024年2月25日，星期天工业监控软件常用的有：西门子：WinCC；

GE:iFix；SimplesityAB:eView；

intouch；北京亚琛：组态王；

第21页,共58页，2024年2月25日，星期天GE90-3032640输入/32640输出模拟量2048输入/2048输出开关量240K程序代码空间.22ms/K程序代码3-5ms每个闭环刷新间隔

第22页,共58页，2024年2月25日，星期天HotStandby90-70PLCETHERNET(TCP/IP)iFixHMI数学模型Alpha/VMSC++编程工具包EGD/SRTPDCS工程师站Web服务器浏览站PA70DCSInnovationControllerVersaMaxPLCSDBGEToolBoxProfibus/Genius/DevivenetProfibus/Genius/D-LanVME底板总线加热炉控制轧线控制分散I/OMCC交直流传动系统特点:1.开放的WindowsNT或VMS操作系统2.VME总线控制器3.GE专有的数学模型4.提供NT或VMS平台上的C++开发工具,允许用户自建的数学模型与控制器完成EGD/SRTP网络数据通讯GETotalSolutionGE工业系统集团网络介质访问层网际层(IP)TCP/UDPSRTP/EGDTCP/IP应用层协议以太网以太网通讯,模型第23页,共58页，2024年2月25日，星期天OpenProcess的远程访问技术GE工业系统集团电话线远程计算机VIEWERS(浏览站)工程师站(服务器)Plant-WideNetwork厂区局域网WindowsNTRASServer远程拨号访问IE4.0/NetscapeViewer或PA-70远程访问监控流程图第24页,共58页，2024年2月25日，星期天新转炉控制系统新转炉控制系统按PLC的CPU分包括：1、转炉本体；2、汽化系统；3、二次除尘；4、上料系统；5、吹氩站；6、五万气柜；7、水处理系统；第25页,共58页，2024年2月25日，星期天新转炉控制系统7、精炼炉系统；8、铁水预处理；9、连铸系统；10、铸坯热送；以下分述：第26页,共58页，2024年2月25日，星期天本体流程图第27页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之电气控制转炉倾动系统的连锁控制。转炉倾动润滑系统的控制。转炉倾动位置控制。底吹系统控制。氧枪升降位置系统的连锁控制。氧枪横移小车行走和锁定装置的控制。氧枪钢丝绳张力保护控制。

第28页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之电气控制炉后合金加料设施的控制。挡火门和挡渣塞的控制。渣车系统控制。振动给料机的控制。电磁阀的控制。溶剂称量斗及集中斗称量控制。其他辅助设备控制。

第29页,共58页，2024年2月25日，星期天第30页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之电气控制第31页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体仪表检测与控制转炉顶吹系统之检测点有●

钢水温度测量●

氧气总管压力、流量、温度测量●

氧气压力调节●

氧气调节阀前后压力测量●

氧气快速切断阀后压力测量●

氧枪钢丝绳张力测量●

氧枪枪位测量●

氧枪连锁控制第32页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之检测点●氧枪冷却水总管压力、温度测量●氧枪冷却水进水支管压力、温度、流量测量●

氧枪冷却水回水支管压力、流量测量●

氧枪冷却水回水温度测量●

氧枪冷却水进出水温差测量●

炉口进出水温差、流量测量●

耳轴进出水温差、流量测量●

低压水流量、压力测量第33页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之检测点●氮气总管压力、流量测量●

溅渣护炉氮气流量、压力测量●

氮气总管压力调节转炉稀油站系统●

稀油箱稀油液位测量●

稀油箱稀油压力测量●

稀油箱稀油温度测量第34页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之检测点转炉底吹系统●

底吹氩气,氮气总管压力，流量测量●

底吹氩气，氮气支管压力，流量测量●

底吹氩气，氮气总管压力调节●

底吹氩气，氮气支管流量调节第35页,共58页，2024年2月25日，星期天转炉本体之检测点●底吹氩气，氮气分支总管压力调节●底吹氩气，氮气分支总管压力、温度、流量测量●底吹氩气，氮气切换控制

第36页,共58页，2024年2月25日，星期天流程图第37页,共58页，2024年2月25日，星期天吹氩站系统控制振动给料机称量小车电振动给料机吹氩枪升降电机第38页,共58页，2024年2月25日，星期天吹氩站系统检测

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氩气压力测量、控制●

氩气流量测量●

钢包钢水温度测量●

铁合金称量●

废钢称量第39页,共58页，2024年2月25日，星期天流程图第40页,共58页，2024年2月25日，星期天烟气净化主要完成功能：一次烟气冷却系统：活动烟罩升降控制。冷却水泵的控制。排气阀、排水阀控制。一次烟气净化系统：电磁阀的控制。电动阀的控制。冷却水泵的控制。润滑站的控制。

第41页,共58页，2024年2月25日，星期天烟气净化烟气净化●

烟气成份(CO、O2)分析●

一文进口烟气温度测量●

二文进、出口烟气温度测量●

一文、二文进出口差压测量●

偶合器供、排油温度测量●

引风机进出口烟气温度、压力测量●

引风机、电机轴承温度测量第42页,共58页，2024年2月25日，星期天烟气净化汽化冷却系统●

锅筒压力，水位测量、控制●

蓄热汽包压力及水位测量、控制●

给水压力测量●

给水流量测量及控制●

蒸汽压力，流量测量●

工业水压力，流量测量第43页,共58页，2024年2月25日，星期天烟气净化第44页,共58页，2024年2月25日，星期天二次除尘系统

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除尘器进、出口压力测量●

烟气流量测量●

引风机进、出口压力测量●

引风机进、出口温度测量●

液力偶合器供排油温度测量●

除尘器进口掺冷风控制●

支管烟气阀门控制

第45页,共58页，2024年2月25日，星期天流程图第46页,共58页，2024年2月25日，星期天上料系统l

散装料系统PLC主要功能：振动给料机的控制。上料皮带机的控制。卸料小车行走的控制。其他辅助设施的控制。其他辅助设备的控制。

●高位料仓料位测量

第47页,共58页，2024年2月25日，星期天流程图第48页,共58页，2024年2月25日，星期天气柜系统主要包括煤气柜、煤气加压站系统煤气柜油泵及气阀控制。煤气加压机控制。煤气进出口阀的调节。流量、压力、温度、液位、一氧化碳等的数据采集。与转炉生产的联系信号。

第49页,共58页，2024年2月25日，星期天气柜系统5×104m3干式煤气柜●

进柜煤气压力、流量检测●

进柜煤气温度检测●

柜内煤气压力检测●

柜内煤气温度检测●

气柜煤气储量检测●

活塞上部CO含量检测●

活塞倾斜度检测第50页,共58页，2024年2月25日，星期天活塞高度、运行速度检测●

氮气压力检测