煉鋼廠50噸轉爐動態煉鋼控制系統的開發與應用

趙志宇

摘 要：文章重點的分析了萊鋼煉鋼廠轉爐動態煉鋼控制系統，認真的講述了轉爐動態煉鋼所具有的獨特性要素，而且對重要的工藝開展了全面的敘述。

關鍵詞：計算機過程級；爐氣分析；動態模型；靜態模型

1 概述

最近幾年中，電腦掌控冶金活動已經獲取了非常顯著的成就，現在我國的許多單位都在一定程度上引進了電腦控制體系。為了提升綜合產量，提升品質，擴大種類，減少費用和使用的資源的數量，確保生產活動穩定，在轉爐中融入電腦技術，必然成為時代發展的必然要素。在生產活動中使用動態煉鋼活動之后，能夠大大的提升品質以及總數，合理的優化活動步驟，對于提升綜合效益來講，意義非常的重大。所以，在行業中引入50噸轉爐進行動態煉鋼控制是時代發展到必然性。

2 體系簡介

萊鋼4#轉爐，為無副槍頂吹型式，年設計生產能力為50萬噸，早在十年之前的時候就應該開始運行，通過擴容活動，現在它具有非常高的生產力，而且與大方坯連鑄機構成了產能匹配的短流程生產線。

該轉爐動態煉鋼控制系統于2004年01月開始實施，它的運作非常的安穩，可以合乎動態煉鋼對信息的規定。此體系關鍵進行已實現的生產管控活動。

3 世界以及我國的具體狀態分析

要想切實的提升生產總數，具有優秀的品質，同時還能夠擴充類型，減少費用和資源的使用量，確保工藝合乎規定，就應該適時的引入電腦控制工藝，它較之于別的工藝意義更加的關鍵，所以在鋼鐵領域中，轉爐是首先使用計算機控制的機組?，F在，在世界上的很多國家都使用電腦控制體系，我國從上個世紀的中后期逐步的進行該項探索活動，而且也獲取了非常顯著地成就?，F在，我國的幾大鋼廠都已經在各個層次上開展了該項活動。開展生產步驟的電腦管控意義非常的關鍵。轉爐煉鋼為緊湊型生產，所以，引進優秀的電腦控制體系是確保品質以及生產總數得以提升的關鍵要素，所以，我們選擇了靜態模型和動態模型。

4 關鍵特征要素

4.1 基礎級到計算機級數據傳輸程序設計：50噸轉爐數據傳輸的控制程序通過使用西門子公司專用的編程軟件STEP7，并采用LAD、CSF、STL三種靈活的方式編制而成。整套控制程序采用模塊化/結構化編程方法：整個程序又可以分成很多的單一要素，所有的要素的程序以及信息都處于各程序塊中，并由主程序OB1在每次掃描周期中依次調用來實現各自的控制功能；除此之外，在所有的步驟中，進行細致的論述。此類編程措施使得一些查閱和功效的發展等活動變得非常的簡便，很好的提升了活動的靈便性以及功效性等特征。

4.2 爐氣分析系統通過對轉爐爐氣進行分析，獲取對活動步驟的分析。

4.3 數據傳輸控制系統中的監控系統，它有非常多的功效特征，比如信息收錄，傳遞以及自行的預警等等的一些要素，正是因為有這些優勢特征，所以可以確保活動能夠得到精準的記載等。

5 重要工藝

5.1 對于氧槍的精確性分析

一般來講，在活動過程中，針對氧槍開展的定位活動是否合理，會對很多要素產生影響，比如碳的多少等，而且，對于生產安穩以及設備的使用年限等都有著非常深入的意義。所以，把氧槍的定位當成是非常關鍵的要素來處理，硬件上采用德國TURCK增量型編碼器和西門子FM450高速計數模板配合，主要負責方位信息的收集。對于定位信息的分析，一般是按照點線融合的措施來開展的，對于極限位、待吹位、開氧/閉氧位、變速位等需精確定位的關鍵點，采用10次往返計數值加權平均的方法，以抵消提升加速和下降加速引起的卷揚鋼繩彈性形變所造成的定位誤差。對于縱軸線上的槍位顯示數據，則采用自動定量補償和人工校準相結合的方法予以處理：也就是說在設備上升和落下的時候， 在編碼器讀數的基礎上，分別加或減一個補償量，這個補償量是對氧槍1000次往返讀數與實測槍位誤差的統計處理結果，用這一數據補償，在氧槍的工作行程上，可以達到+/-2CM的定位精度，可以有效地合乎槍位的精確性規定。除此之外，為了提升體系的穩定性，通過MMI設置了槍位校準按鈕，如果失誤比較大的話，可將其下降至校準區域，按下校槍按鈕進行軟手動校槍，這時候定位體系就能夠自行具有精確性。

槍位計算公式如下：

L升=（W+M-N升）×（3.1416×D）÷S

L降=（W+M+N降）×（3.1416×D）÷S

其中：L升：提升過程實際槍位；L降：下降過程實際槍位；W：計數模板當前計數值；N升：提升過程補償量；N降：下降過程補償量；M：校準點初始計數讀數；S：編碼器每周脈沖數；D：提升裝置卷揚輥直徑

5.2 爐氣分析系統

煉鋼廠四號轉爐動態煉鋼爐氣分析系統分為三個部分，即EMG模塊、SPS模塊和圖表站。第一個要素是應用到DOS下，關鍵是開展信息的探索活動。第二個要素是建立在UNIX下，關鍵是用語獲取控制閥的相關信息。最后一個是用來獲取氣體量的多少的。

轉爐動態煉鋼系統爐氣分析采用俄羅斯EMG-20-1型飛行時間質譜儀，它屬于時間質樸儀，專為記錄煉鋼轉爐或其它冶煉過程所排放氣體的質譜圖并同時分析其中多個成分含量而設計。

它是在零四年初的時候，引入本廠的。其位于超凈化區域中，采用真空泵將爐氣吸入質譜儀進行分析。

5.3 靜態控制模型

它的關鍵活動是結合物料的性質等尋求最為合理的比例，而且結合已有的原料明確最佳的冶煉措施。它是電腦終點管控的關鍵所在，它的精確性會對碳水以及氣溫等的性能有非常大的影響。結合建立模型措施的差異，靜態控制模型有理論型、統計型和經驗型。煉鋼廠50噸轉爐，采用經驗型，構成爐氣分析終點控制靜態模型。它的存在有一個非常關鍵的前提，即爐氣分析信息，進而確保進行終點的管控活動。

5.4 動態控制模型

它是對上一種的精確性的補充。根據物料平衡、能量平衡、化學動力學、化學熱力學等理論，以及爐氣分析結果建立脫C速度計算模型、溫度變化計算模型、其他元素變化計算模型等，采用增量校驗技術和神經網絡技術實現對分析結果延誤的矯正和系統誤差的消除，進而提誰給你命中性特征。

動態控制模型主要由爐氣定碳模塊、溫度預報模塊、噴濺預報模塊、冷卻劑控制模塊構成。其中對于模型有關的自動學習以及適應特征的獲取是切實提升其精確性以及運行性的重要要素。結合方式的差異，其對失誤現象的分析措施又可以如下的兩種。

數值處理方法：T.Hara[1]將每個預測模型都表示為

y=F（x）+△a

式中，學習項△a在每爐噴吹結束后及時學習實際數據，并預測下一爐y-F（x）值。

人工智能方法：

它演示了專門人員的思想以及決定活動，能夠引入人類經驗并提高模型彈性，進而可以有效地應對以往模式中的不利現象。

6 結束語

通過分析，該體系投入運作大約一年的具體功效，我們發現，這個體系的設計非常的優秀，而且控制活動很高超，功效非常全面，運作也很穩定，能夠有效的開展好舍不得過程級的管控工作，保證了活動能夠順利的開展，有著非常優秀的的經濟性特征。這個體系有非常優秀的自擴特征以及別的一些優勢，在本領域和別的一些有關的領域中非常的值得推廣使用。當開展運作之后，還是有許多的不利現象存在。比如，體系中的一些裝置的控制功效和通訊水平還應該結合具體情況開展全面的維護。必須結合具體情況，認真地進行修整，切實的將設備的性能完善，盡量確保合乎生產規定，才可以確保體系運作合理優秀，進而確保其可以實現應有的價值和意義，更好的為群眾服務 。