Ovation控制系统在高炉中的应用

高溥

摘 要：随着信息技术的发展，超大型冶金设备实现了自动控制。利用自动控制系统可以实时监测高炉的各个参数，掌控相关设备的工作情况。目前，应用率比较高的是Ovation控制系统。它采用模块化的搭接模式，减少了高炉控制系统设计的工作量，提高了设计人员的工作效率，以保证高炉日常维护工作能够顺利进行。

关键词：Ovation控制系统；高炉；模块化；硬件配置

中图分类号：TP273；TF547 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.156

1 基本模块分析

1.1 工作概述

结合高炉的实际工作情况，为Ovation控制系统配置相应的CPU、软件服务器、授权工程师站和工作人员操作站等。因为Ovation控制系统可以提供很多模块化的模件，所以，可根据具体的工作需求搭建系统过程管理平台。炼铁高炉之所以能够连续工作几年甚至几十年，是因为它的控制系统稳定、可靠。在炼铁作业的过程中，要从高炉顶部持续加入铁矿石、焦炭和熔剂等混合材料，并利用炼铁高炉下部的风口吹进温度在1 000 ℃以上的热风。通常情况下，还可在其中加入燃煤或者天然气等燃料。炼铁用的铁矿石主要是铁与氧的化合物。在高温环境下，铁的化合物与碳或者（碳燃烧生成的）一氧化碳发生化学反应，生产铁。这时，铁就会从炼铁高炉的出口流出，而铁矿石中的其他杂质、焦炭和喷吹物中的灰分也会与加入炉内的石灰石等熔剂结合，生成炉渣，并分别从出铁口和出渣口排出。另外，炼铁煤气会从高炉顶部排出，经过除尘处理后，可将其作为工业用的煤气。在实际工作中，现代化的炼铁高炉还可以利用炉顶高温高压气体导出的部分煤气发电。

1.2 硬件配置

Ovation控制系统的硬件平台主要采用的是美国爱默生公司生产的DCS控制系统、UNIX操作系统和Windows操作系统。Ovation控制系统是利用网络拓扑结构将控制站等各个模块连接起来完成通信工作。现阶段，很多Ovation控制系统利用星形冗余拓扑结构实现对通信系统以太网和交换机等的优化配置。

1.3 软件配置

Ovation控制系统应用的就是Ovation3.0软件包，工作人员可以利用它编程，实现对控制台和操作台的控制。高炉软件开发人员可以利用Ovation项目管理器构建相应的网络，然后设置系统软件服务器。这样就可以利用该软件的服务器完成相关操作，例如，利用它可以为操作站装载软件等。另外，利用该软件包编写程序可以实现对其的可视化，能帮助工作人员快速熟悉控制系统。同时，软件包中还有很多其他的工具，利用这些工具可以搭建相关的控制系统。

2 在高炉煤气干法除尘过程中的应用

将Ovation控制系统应用于高炉煤气干法除尘中时，要使用DCS工控机编程，从而有效控制除尘过程的相关工艺参数等，包括记录相应传感器的数据信息，实时显示、监测反吹清灰过程，实现自动化控制。利用DCS控机程序，通过高炉的监测中心就可以看到相关数据，而且还可以查看相应的工艺参数和操作参数等。利用HMI可以设置以下信息：①设置实时监测除尘流程图，监测整个高炉的工作过程，包括干法除尘流程等；②实时显示干法除尘总流程图，可监测脉冲吹清灰、荒煤气、净煤气等工作情况；③设置干法除尘与原湿法除尘之间的切换画面；④设置与整个系统相关的液压操作系统；⑤密切关注煤气的降温操作系统；⑥实时监测不同除尘口处的情况，观看不同部位的传感器数据信息，比如温度、压力等；⑦实时监测大灰仓的卸灰过程。

3 在高炉的热风炉中的应用

Ovation控制系统是高炉热风炉中的重要组成部分，控制高炉内的高温和高风可以提高高炉的运行效率。利用该控制系统可以实时监测高炉的燃烧情况，实现煤气和空气流量的非无差自适应闭环调节控制，从而自动控制燃烧过程。结合热风炉的特点，遵循热风炉在燃烧初期、蓄热期和蓄热饱和期3个阶段的工艺特点，实施不同的控制策略，以快速达到蓄热期最高的温度，而且还要保证恒温时间。当蓄热量最大化时，可以引进模糊控制理论和自寻优理论，通过拱顶温度和废气温度的变化自动寻找最优的空燃比，达到最理想的燃烧状态，最大化地节约能源。由此可见，Ovation控制系统可以自动控制热风炉，极大地提高了工作效率，保障了工作人员的安全。

4 总结

Ovation控制系统被广泛应用于高炉中，它工作灵活，模块化的搭接模式可以避免重复工作。因此，在工作过程中，提高模块化工作的可靠性，有效降低系统出错率是至关重要的。将该控制系统应用于不同的高炉中时，采用的是相似的控制策略，所以，工作人员能够快速熟悉工作流程，找出其中存在的问题，并及时解决，从而为企业创造更好的经济效益。

参考文献

[1]李付民.Ovation DCS在高炉炉顶冷却控制中的应用[J].可编程控制器与工厂自动化，2009（04）：45-47，61.

[2]张雪敏.Ovation系统在2 500 m3高炉自动控制中的应用[J].冶金动力，2005（03）：62-65，74.

[3]王志明.Ovation系统在本钢6号高炉自动控制的应用[J].钢铁，2007（09）：85-88.

[4]李付民.Ovation DCS在高炉炉顶冷却控制中的应用[G]//2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集.石家庄：河北省冶金学会，2011：7.

[5]于建萍.Ovation系统在高炉热风炉中的应用[J].电气时代，2008（08）：124-125.

〔编辑：白洁〕