煉鐵高爐的電氣自動控制系統探究

朱建會

（萊蕪鋼鐵集團電子有限公司，濟南 271104）

1 煉鐵高爐電氣自動化系統的組成

現代化的煉鐵高爐自動控制系統基本由監測儀表、PLC 控制系統、電氣系統、遠程管理計算機等幾方面組成。

煉鐵高爐的電子自動化系統基本組成為PLC 控制系統、電氣系統和遠程管理計算機四個部分。這四個部分之間通過電纜、光纖、網線進行連接，各自位于不同的區域，在實際設計時，需要盡可能縮短纜線的距離，這樣不僅可以有效降低建設成本，同時還可以減少維護檢修人員的工作量。

電氣自動化設備中主站和分站的通信連接需要同光纖網線來實現，但是在控制系統中各控制系統是彼此獨立的，這就會給實際操作帶來不便，然而通過應用PLC 系統構建基站，就能夠完成對各個系統的集中和分散控制。為了促進工藝運行安全性的提高，可以采用冗余配置方式升級控制系統，實現電源、處理器、總線的冗余，各控制模塊均可以帶電插拔，這樣即便某個環節發生故障，其他部分依然可以正常工作，提高了系統的安全性和可靠性。

煉鐵高爐電氣化自動控制系統的核心為PLC，即可編程控制器，然后利用局域網實現對PLC 與計算機的連接，PLC 中所產生數據都會通過局域網匯總到計算機中，控制人員就可以在計算機上完成對系統的實時控制。為了實現對整個冶煉過程的全面控制，電氣化自動控制終端和自動控制系統之間的連接必須保持暢通，確保PLC 數據可迅速反饋給控制端。

2 高爐電氣自動控制子系統組成

2.1 自動化系統

在煉鐵高爐生產運行過程中會利用計算機、監測軟件、解碼器、儀表燈實現對高爐中溫度、壓力、風壓等工作參數的監測控制，以此來評估高爐的運行狀態。通常來說，高爐主體控制系統屬于一體化控制系統，它包括了電氣系統、計算機控制端和儀表等幾部分，它在工作中不僅具有控制功能，也具備監測等功能。在實際工作中還會以控制難度為標準，合理配置輔助系統，比如PLC系統或者繼電器協助完成對系統的監控。在工作中，監控人員可以通過參數模擬或者分析以往參數的方法預測設備運行狀態，制定相應的風險應急措施，當故障出現時，工作人員就可以利用電腦遠程控制閥門等設備儀器，并對相關異常和故障采取有效措施，為高爐冶金生產營造一個良好的條件。

2.2 煤氣凈化控制系統

高爐在生產過程中，必不可免會產生大量灰塵和廢氣，如果灰塵堆積過后，就會嚴重影響設備的運行狀態，因此在實際生產中，需要及時清理高爐煤氣設備上的積塵和粉塵，以確保煤氣設備的穩定運行。煤氣凈化控制系統的工作原理是利用重力不同來分離煤氣中粉塵，進而實現煤氣凈化的目的。需要注意的是必須定期清理除塵袋，以免灰塵過多積累而影響除塵效果。同時還需注意煤氣凈化控制系統要具備反吹與卸灰、自動控制、單獨控制等功能，這樣才能確保除塵的效果。

2.3 高爐爐頂供料系統

爐頂供料系統中包含了多種設備，比如卷揚機、布料傾動電機、探尺電機等等，因此控制系統相對比較復雜。高爐大小直接決定了電機的功率，比如550m3的高爐，對布料旋轉機和探尺電機的功率要求為11kW 和4kW。在上料車控制系統中配置了變頻器、切換柜等設備，以完成對供料系統的有效運行維護，并設置了轉換開關，對線路進行調整、轉換，使變頻器裝置在15s 內逐漸走向在線運轉。

同時，控制人員可以在控制界面實時管控相關供料設備，利用CR7來實施手動調控，因此，日常設備維護檢修工作的難度相對較低，能夠為供料系統的正常運行奠定穩定基礎。

2.4 自動熱風爐系統

煉鐵高爐生產中，必須通過燃燒、換爐和送風三個過程，所以換風爐的數量需要保持在三座或以上，這才能保證煉鐵過程中熱風的需求量，以免影響鋼鐵冶金，在當下熱風爐工作模式有三種全自動、半自動和人工手動操作模式。全自動模式下，熱風爐可以在設定好的工作參數下，對高爐內的燃燒過程進行自動優化調整，同時還可以記錄燒爐過程中的拱頂溫度、氣流量、煤氣流量等變化情況，以便于控制人員對高爐運行狀態進行實時掌握和控制，及時對異常情況進行處理，確保高爐生產的穩定。

2.5 自動監控系統

在高爐電氣自動化控制系統中還設置有相應的監控系統，以完成對高爐生產過程自動化系統狀態的實時監控。利用工藝畫面設計模塊，實現對整個高爐生產系統中各控制設備、生產設備、生產參數等狀態的實時把握，即便出現異常或者問題，控制人員在控制端就可以及時發現并進行調整，確保生產過程的穩定安全。

3 結束語

隨著科學技術的持續進步，自動化控制技術為鋼鐵冶金行業的發展作出了很大貢獻。通過應用電氣自動控制系統能夠促進冶金企業控制效率、生產安全、生產效率和生產質量的全面提高，對實現冶金行業的可持續發展有著不可或缺的作用。