摘要：在钢铁生产中应用钢铁高炉电气自动控制系统，既能够使生产的效率得到提高，还能够使工作人员在进行操作中减少失误，通过钢铁高炉系统中的各个基础配置，使钢铁生产实现自动化操作，有利于使钢铁企业的生产成本得到降低，促进钢铁企业的发展。
关键词：钢铁高炉；电气自动控制；系统设计；分析
1导言
钢铁高炉通常都是连续作业的，一般而言，连续作业的基础设施都需要有一套电气 自动控制系统来进行控制和操作。本文就将以承钢1#高炉高炉为例 ，对 电气 自动控制系统进行研究和探讨 ，主要根据 PLC冗余技术及网络通讯模块的一些应用来分析高炉电气 自动控制系统的设计思想、基础配置 ，并简要介绍热风炉控制系统、高炉煤气净化控制系统 以及 自动监控技术。
2高炉电气自动控制系统的设计思路
进行钢铁高炉电气自动控制系统的设计时坚持科学原则，采取科学的控制方式，一般会选择比较开放的结构。高炉电气自动系统以低成本、高性能为设计的思路，以使生产的效率得到提高，能源得到节约，从而推动企业的进步。分散性是高炉电气自动控制系统最突出的优点，主要表现为构建网络分支体系，通过网络将各个分支与主站连接起来，既能够使电缆的数量减少，也为日常的维护提供了方便，并有效减少成本。除了分散性，高炉电气自动控制系统还具有复杂性，由多个构件和系统组成，在以前进行系统设计时，系统一般是独立的，并且有多个系统，这样对于实现一体化就存在困难，并且也是操作、控制系统的难度加大。而在科学技术不断发展进步的情形下，在电气自动控制系统中通常采用 西门子冗余PLC 系统，能够有效的控制现场操作流程和各种工艺，还能够人机进行对话，操作记录等从而对操作情形实时进行监控，并通过历史趋势对各个仪表的参数进行准确的记录。高炉电气自动控制系统还能够自动运行，初始设计中上位机是互为冗余热备用的，在进行设计时，对OS站自动和手动操作的情况进行充分考虑，从而保证机械设备的安全运行。简单来说，设计高炉电气自动控制系统要坚持安全、简便及实用的原则，在整体结构上使生产的工艺操控和质量的要求得以满足。
3高炉电气自动控制系统的配置
设计高炉电气自动控制系统时，需要以高炉的实际情况为依据，工作人员在进行设计时，还要考虑到系统的稳定性，并且是否安全，只有这样才能够使系统能够投入使用，为企业带来相应的效益。高炉电气自动控制系统由多个部分组成，主要有 PLC 控制系统、电气系统以及数据监测仪表等，在对整个系统进行应用时，首先要保证系统能够安全稳定的运行，其次要控制系统的成本。各个组成部分之间是相互独立的，设置的地点也不同，因此，需要通过缆线将各个部分连接起来，连接各个部分的线缆的线路需要合理进行规划，利用OLM形成环网，保证线路的科学性，并尽量减少使用缆线的数量，以使整个设备的维修成本降低，并使工作人员的工作量能够减少。虽然电气自动化设备在进行应用时将网络的主站和分站进行连接，各个部分不是统一的，而是相互独立的，不方便进行使用，但是应用自动化系统，可以有效的对各个部分进行控制，能够形成一个整体的结果，这个结构的核心为自动化系统，既具有分散性，也具有集中性，二者相结合能够使整个网络布局更加合理。此外，在设计系统的过程中可以采用冗余配置，以使各个部分的合理运行得到保证，冗余配置主要指电源、总线及处理器核心冗余等，这样就能够保证在某一个环节有问题出现时，也不会影响到整个系统，使系统的正常运行得以保证。系统在运行的过程中，自动控制系统的控制标准采用的是可编程控制器，然后通过局域网与电脑相连，将数据信息传到电脑上，这样，工作人员就不需要到生产的现场，通过电脑就能够对整个系统的运行进行了解，同时，电气自动化控制终端需连接自动控制系统，以保证上传的数据能够完整，并保证数据的准确性，为后续工作的开展提供相应的数据支持。
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4炼铁高炉电气自动控制的各系统组成
4.1自动化系统
炼铁高炉的自动化系统是通过计算机硬件设施及监测软件、实时信息收集模块、信号解码器及仪表等对高炉冶炼作业的温度、压力、鼓风量、风压等生产参数进行数据监测计算，确认高炉是否处于正常作业中，一般情况下，高炉生产的主体系统主要是由电气、计算机和仪表来实现一体化控制，实现监视、集中控制和操作等功能。对于辅助系统，主要根据实际工作中控制的难易程度来定，通常会应用 PLC 系统或者继电器来对系统进行监视与操作控制。监控人员可根据操控画面数据或历史趋势图查看历史参数的方法对现场设备运作状况做出判断，在发现故障时及时调整处理，从而保证生产作业过程顺利进行，也保证炉体和现场在岗人员的安全。控制人员可以在电脑上手动操作远程控制各类设备的开关和阀门的开闭，及时地对高炉炉况进行调节。
4.2煤气净化控制系统
在高炉生产过程中，高炉煤气设备的污染和积尘会大大影响各种设备的运行效率，为了保证煤气输入质量能够满足高炉冶炼需要，则需要对高炉煤气设备积沉的杂质及粉尘进行及时清理。煤气精华控制系统是通过重力进程，用布袋过滤分离煤气中所含粉尘，确保煤气经过完全净化处理。过滤下来的积灰有一部分只截留于布袋之中，需要定期打开除尘设备的灰阀进行清理，因此煤气净化控制系统需要包含反吹与卸灰的功能以及具备自动控制和单独控制的功能，根据日常作业需求设置成定时卸灰和手动卸灰两种模式。
4.3炉顶上料系统
以1260m 3 高炉为例，炉顶供料系统设备4台 380V 低压185kW 传动上料皮带电机，7.5kW 布料倾动电机，11kW 布料旋转电机，4kW 探尺电机等。在炼铁高炉现有的作业系统中，炉顶上料一般采用皮带输送，三用一备，这样能很好地保障炉顶供料系统的稳定性。另外，矿槽S1、S2皮带均采用2台电机，一用一备，同容量软起动器以及切换开关，使得线路能够在短时间内快速安全地切换，这样可以让备用设备第一时间启动，进入在线工作状态。另外在操作画面中可以直接操控供料系统各套设备间的连锁，用 OS站手动独立控制，进一步确保了系统的稳定运行。
4.4自动热风炉系统
炼铁高炉的工作流程为燃烧——换炉——送风，12年大修改造增加4#热风炉共四座顶燃式热风炉，因为炼铁过程中热风需要不断地输送到炉体内部，所以热风炉的主要作用就是将冷风进行预热，热风炉有三种操作方式即全自动、半自动和人工手动操作。优化燃烧控制方式能够特性设定单座热风炉，根据设定好的拱顶温度和废气温度自动寻优控制烧炉过程，并且能记录每天的拱顶温度、废气温度、空气流量以及煤气流量的变化趋势，便于数据分析和监控，采取相应的作业调整。
5结语
信息自动化具备监测精确，数据记录，流程简便，节约人力及成本，控制和提升生产效率等诸多优点，适用于工业生产的诸多领域。钢铁是现代化工业建设的基础原料，炼铁高炉的电气自动化极大地简化了高炉冶炼流程，并且能够提供更为详细准确的监测数据，方便工作人员及时做出相应调整以保证生产作业的顺利进行，以此保证生产产量和生产质量。就目前的技术手段而言，炼铁高炉电气自动控制系统还有更宽广的研发前景，对此应当对其设计给予高度重视，结合实际情况对企业的电气自动控制系统进行设计改良，使得企业可以更好地发展。
参考文献
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论文作者:王杰锟
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/2
标签：高炉论文; 电气论文; 系统论文; 自动控制系统论文; 作业论文; 热风炉论文; 操作论文; 《当代电力文化》2019年第08期论文;