炼铁高炉的电气自动控制系统探究

朱建会

（莱芜钢铁集团电子有限公司，济南 271104）

1 炼铁高炉电气自动化系统的组成

现代化的炼铁高炉自动控制系统基本由监测仪表、PLC 控制系统、电气系统、远程管理计算机等几方面组成。

炼铁高炉的电子自动化系统基本组成为PLC 控制系统、电气系统和远程管理计算机四个部分。这四个部分之间通过电缆、光纤、网线进行连接，各自位于不同的区域，在实际设计时，需要尽可能缩短缆线的距离，这样不仅可以有效降低建设成本，同时还可以减少维护检修人员的工作量。

电气自动化设备中主站和分站的通信连接需要同光纤网线来实现，但是在控制系统中各控制系统是彼此独立的，这就会给实际操作带来不便，然而通过应用PLC 系统构建基站，就能够完成对各个系统的集中和分散控制。为了促进工艺运行安全性的提高，可以采用冗余配置方式升级控制系统，实现电源、处理器、总线的冗余，各控制模块均可以带电插拔，这样即便某个环节发生故障，其他部分依然可以正常工作，提高了系统的安全性和可靠性。

炼铁高炉电气化自动控制系统的核心为PLC，即可编程控制器，然后利用局域网实现对PLC 与计算机的连接，PLC 中所产生数据都会通过局域网汇总到计算机中，控制人员就可以在计算机上完成对系统的实时控制。为了实现对整个冶炼过程的全面控制，电气化自动控制终端和自动控制系统之间的连接必须保持畅通，确保PLC 数据可迅速反馈给控制端。

2 高炉电气自动控制子系统组成

2.1 自动化系统

在炼铁高炉生产运行过程中会利用计算机、监测软件、解码器、仪表灯实现对高炉中温度、压力、风压等工作参数的监测控制，以此来评估高炉的运行状态。通常来说，高炉主体控制系统属于一体化控制系统，它包括了电气系统、计算机控制端和仪表等几部分，它在工作中不仅具有控制功能，也具备监测等功能。在实际工作中还会以控制难度为标准，合理配置辅助系统，比如PLC系统或者继电器协助完成对系统的监控。在工作中，监控人员可以通过参数模拟或者分析以往参数的方法预测设备运行状态，制定相应的风险应急措施，当故障出现时，工作人员就可以利用电脑远程控制阀门等设备仪器，并对相关异常和故障采取有效措施，为高炉冶金生产营造一个良好的条件。

2.2 煤气净化控制系统

高炉在生产过程中，必不可免会产生大量灰尘和废气，如果灰尘堆积过后，就会严重影响设备的运行状态，因此在实际生产中，需要及时清理高炉煤气设备上的积尘和粉尘，以确保煤气设备的稳定运行。煤气净化控制系统的工作原理是利用重力不同来分离煤气中粉尘，进而实现煤气净化的目的。需要注意的是必须定期清理除尘袋，以免灰尘过多积累而影响除尘效果。同时还需注意煤气净化控制系统要具备反吹与卸灰、自动控制、单独控制等功能，这样才能确保除尘的效果。

2.3 高炉炉顶供料系统

炉顶供料系统中包含了多种设备，比如卷扬机、布料倾动电机、探尺电机等等，因此控制系统相对比较复杂。高炉大小直接决定了电机的功率，比如550m³的高炉，对布料旋转机和探尺电机的功率要求为11kW 和4kW。在上料车控制系统中配置了变频器、切换柜等设备，以完成对供料系统的有效运行维护，并设置了转换开关，对线路进行调整、转换，使变频器装置在15s 内逐渐走向在线运转。

同时，控制人员可以在控制界面实时管控相关供料设备，利用CR7来实施手动调控，因此，日常设备维护检修工作的难度相对较低，能够为供料系统的正常运行奠定稳定基础。

2.4 自动热风炉系统

炼铁高炉生产中，必须通过燃烧、换炉和送风三个过程，所以换风炉的数量需要保持在三座或以上，这才能保证炼铁过程中热风的需求量，以免影响钢铁冶金，在当下热风炉工作模式有三种全自动、半自动和人工手动操作模式。全自动模式下，热风炉可以在设定好的工作参数下，对高炉内的燃烧过程进行自动优化调整，同时还可以记录烧炉过程中的拱顶温度、气流量、煤气流量等变化情况，以便于控制人员对高炉运行状态进行实时掌握和控制，及时对异常情况进行处理，确保高炉生产的稳定。

2.5 自动监控系统

在高炉电气自动化控制系统中还设置有相应的监控系统，以完成对高炉生产过程自动化系统状态的实时监控。利用工艺画面设计模块，实现对整个高炉生产系统中各控制设备、生产设备、生产参数等状态的实时把握，即便出现异常或者问题，控制人员在控制端就可以及时发现并进行调整，确保生产过程的稳定安全。

3 结束语

随着科学技术的持续进步，自动化控制技术为钢铁冶金行业的发展作出了很大贡献。通过应用电气自动控制系统能够促进冶金企业控制效率、生产安全、生产效率和生产质量的全面提高，对实现冶金行业的可持续发展有着不可或缺的作用。