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1、高炉控制系统概述 高炉炼铁的生产过程属于不间断连续的生产方式。同时高炉在钢铁厂生产中处于十分重要的位置，它不仅要及时稳定的给炼钢提供合格的铁水，还要为轧钢加热炉等提供煤气。高炉生产的短时间中断都会给整个生产流程带来不可估量的损失。所以设计出高效可靠的自动化控制系统显得尤为重要。
高炉自动化控制的整体水平主要体现在高炉“三电”一体化的水平上。
1.1控制系统的作用
高炉自动化的目的主要是保证高炉操作的4个问题：
* 正确配料并以一定的顺序及时装入炉内；
* 控制炉料均匀下将；
* 调节料柱中炉料分布及保持与煤气良好的接触；
* 保持合适的热状态；
1.2“三电”系统组成
* 自动化系统(PLC系统)：
槽下、料车上料、炉顶、本体、热风炉、布袋除尘各个部分完整的计算机控制系统及液压和润滑控制系统。
* 电气传动系统：
包括探尺卷扬、布料器旋转等调速设备的传动控制系统。
调速传动控制系统包括：电枢和励磁回路进线电抗器及进线开关(不包括整流变压器)、调速传动成套装置等设备。
* 仪表检测系统：
2、自动化系统功能
自动控制系统功能包括：
1）参数的设定与调整；
2）工艺参数的人工调整；
3）参数自适应；
4）参数给定和各种测量数据的动态显示；
5）及时收集各种工况参数，形成各种综合报表，具有灵活的打印方式。
6）系统监视功能，对整个自动化系统的维护起着重要作用。
系统监视功能包括：
1．故障报警与记录；
2．电气系统故障报警与记录；
3．动态参数显示与记录；
4．电气设备故障预报和自动化控制系统自检。
2.1人机接口（HMI）
图形软件采用WinCC监控软件，具有实时监控，历史趋势图，报表，故障信息，良好的人机界面，丰富的图形库，过程控制功能块，数学函数等功能。
2.2控制站
高炉的自动化系统由3套S7_416-2DP控制系统构成：
1) 槽下炉顶系统
2) 高炉本体系统
3) 热风炉系统
2.2.1槽下炉顶系统 PLC1
槽下控制系统
* 焦炭、矿石的备料系统；
*原料的称量补偿和水分控制；
*高炉装料程序控制；
炉顶控制系统
*炉顶布料程序控制和炉顶设备顺序控制；
*料流调节阀开度控制；
*溜槽倾动和旋转控制；
*料线测量和探尺控制；
*炉顶均排压控制；
*炉顶温度监测和压力控制；
2.2.2高炉本体系统 PLC2
*炉体各点的温度、压力、流量检测；
*热风温度调节；
*高炉炉身静压检测；
*炉身透气性指数监视；
*炉体冷却水压力、流量测量；
*炉体参数监控和报警；
*炉体系统数据处理。
2.2.3热风炉系统 PLC3
热风炉控制系统
*热风炉单动换炉控制；
*热风炉联炉换炉控制；
*热风炉燃烧控制；
*热风炉各种温度、压力和流量检测及报警；
*热风炉系统数据处理；
2.3主要控制功能
2.3.1槽下控制系统
控制功能：
*料批周期的控制；
*矿石、焦炭称量控制，焦炭水分补正控制；
*料坑斗的称量控制；
*系统各设备的故障处理；
*各给料机、振动筛、称量斗闸门、皮带机、料坑斗、卷扬料车等的控制。
系统工作方式:
槽下系统画面显示：
*槽下工艺画面；
*料批周期；
*矿石、焦炭等设备的分画面监视；
*各称量值及设定值和实际值的显示；
*故障显示。
2.3.2炉顶控制系统
布料
料钟的阀门系统，其中料流调节阀、上下密封阀开闭和柱塞阀的移动是液动传动并装有位置伺服系统，均排压系统各阀采用液压驱动，布料溜槽的回转和倾动是电动，并使用VVVF调速装置，为了避免均压放散污染大气，设有均压煤气回收设施。为保证密封效果，上、下密封阀在工作周期内用氮气吹扫。
*单环布料
*多环布料
*定点布料
*扇形布料
炉顶压力控制
炉顶压力控制是一个负反馈系统，由于炉顶压力很高，煤气管道直径很大，所以炉顶压力自动控制系统减压阀是成组式的（即由3-5个阀组成），由于煤气含尘量大，故除取压口采用连续吹扫以外，还在两个炉顶信号选择最高压力作为控制信号。
2.3.3高炉本体控制系统
系统概述
高炉本体控制系统对炉体的参数检测信号进行采集，同时进行动态显示；对所采集的数据进行处理，显示趋势图，并能够打印报表，进行超限报警。
高炉本体系统
工艺总体要求
*炉体各点的温度、压力和流量测量；
*高炉透气性分析及炉身静压力测量；
*炉身探测器测温；
*热风温度显示及作历史曲线记录，并作为混风PID调节的主控参数;
*炉体冷却水压力和流量测量；
*风口平台出铁场、蒸气、压缩空气、氧气流量及压力测量；
*炉顶压力显示及作历史曲线记录，
*冷风压力显示及作历史曲线记录。
氮气总管压力显示, 参与氮气总管流量及炉顶用氮气流量的压力补偿计算，并对氮气总管流量及炉顶用氮气流量以表格显示积算。
氧气总管压力显示，参与氧气总管流量的压力补偿计算，并对氧气总管流量以表格显示积算。
2.3.4热风炉自动控制系统
热风炉是利用燃烧蓄热来预热高炉鼓风的热交换装置，有内燃式、外燃式和顶燃式3种。
热风炉换炉顺序
热风炉换炉要按规定顺序进行。
由“燃烧”转为“送风”的顺序为：关煤气、空气切断阀和燃烧阀，开煤气放散阀，延时若干秒后关闭，并关烟道阀（“闷炉状态”）→开冷风旁通阀灌入冷风→延时若干秒后开热风阀→开冷风阀→关冷风旁通阀。
由“送风”转为“燃烧”的顺序为：关冷风阀→关热风阀→开废气阀→延时若干秒均压后开烟道阀→关废气阀→开煤气切断阀、燃烧阀（煤气调节阀微开，点火后全开→开空气燃烧阀）。
2.3.4煤气除尘自动控制系统
控制室计算机上随时可以调看布袋除尘箱体设备运行状态；
反吹气流电磁阀控制:(1)分别设手动及时间(0.5-1h)与差压信号控制的自动控制反吹。(2)反吹按1-8号箱体依次进行,当某一个箱体检修时,反吹顺序可以跳过该箱体。每次开一个反吹气流电磁阀,每个箱体上12排反吹喷咀,一排喷嘴气流一个电磁阀控制,反吹某一箱体时,按1自12排喷嘴依次喷完。反吹脉冲宽度,脉冲间隔及总的反吹时间可调；
箱体清灰:设手动及自动控制。清灰时各设备按以下顺序动作:开气动球阀-开上仓壁振动器(或清灰氮气炮)-延时-反顺序停车。清灰时间0.5-5min可调。每4h(可调)清灰一次。
卸灰:卸灰时各设备按以下顺序动作:开斗式提升机-开螺旋输送机-开下气动球阀-开给料机-开下仓壁振动器(或清灰氮气炮)-延时-反顺序停车。卸灰时间3- 10min(可调)。每4h(可调)卸灰一次。
清灰(卸灰)停止按启动逆顺序进行。
