浅析炼铁高炉生产过程的自动化控制

盛丽娜

（山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司，山东 莱芜 271104）

在炼铁高炉生产过程的自动化控制过程中，最主要的难点是控制过程比较复杂并且响应时间较长，因此只有真正实现生产过程的自动化控制，才能够解决这些难题。通过调查我们可以发现，在炼铁高炉生产的过程当中，原料系统以及热风系统已经通过计算机技术的应用实现了自动化控制。目前，炼铁高炉生产过程的自动化控制已经取得了较大的发展。

1 原料系统的自动化控制

炼铁高炉生产过程中，自动化控制的实现对于炼铁高炉的发展具有十分重要的作用。通过将计算机技术应用于炼铁高炉生产过程的自动化控制中，达到最佳的生产指标，提高炼铁高炉生产的经济指标，最终提升工作效率。与此同时，通过将计算机技术广泛应用于炼铁高炉的生产过程中，也能够有效地对不同的生产过程进行管理和调节，从而提升生产管理的效率，从真正意义上实现安全生产，提高社会经济效益。由于炼铁高炉生产过程中的原料系统应用计算机技术的历史较为悠久，因此，整个过程的自动化控制也相对较为成熟。原料系统的质量控制主要根据工作人员每次装入漏斗中的原料最终值而决定，之后再将原料剩余值减去，这样一来，就能够得到每次工作人员实际装入炼铁高炉中的原料最终值，通过与定值进行比较后，能够将其作为下次称重过程中进行原料添加的数据依据，原料系统实现自动化控制也能够为原来的数据精确计算提供重要依据，从而控制补给原料值的称量工作。

在原料系统自动化控制的过程当中，具体的操作为以下几点：首先，在将称量漏斗卸空后，测量系统中安排固定的数值，将称量漏斗装满后，计算机就会自动地读出装满后称量漏斗的整体质量，当称量漏斗再次被卸空，计算机会自动地显示出零点质量，这样一来，计算机可以通过自动矫正称量质量，从而按照不同的品质将卸空的原料进行数值的设定。其次，当称量漏斗中的原料数字通过负荷传感器进行测定之后，运用计算机系统中的磁力进行比较运算，对称量漏斗的实际称量数值以及卸料设定值之间进行比较。当称量漏斗的实际称量数值与卸料设定值之间的比例达到95%时，计算机会自动地给原料系统自动化控制发出指令，命令其减速工作；当称量漏斗的实际称量数值与卸料设定值之间的比例达到100%时，供料机就会直接停止工作；当工作人员在计算机类输入相对应的信号作为称量值后，如果设备出现故障，或是达到100%不停止工作，或是为达到100%没有发出相对应的指令时，那么则需要发出105%的停运信号。只有当称量漏斗在完成材料放置后，计算机会显示称量漏斗的信号为零，通过将相对应的指令发送到电器设备上，并命令这些设备进行闸门关闭，之后再启动原料仓给料器，指令一旦发出，就会按照计算机安装之前的规定数值进行具体的操作。

2 生产过程的自动化控制

在进行炼铁高炉生产的过程当中，由于铁的冶炼工艺相对复杂、质量不稳定、响应时间较长，液态和气态相互作用等种种因素都会直接导致炼铁高炉生产过程中自动化控制难度的加大。因此，对于炼铁高炉生产过程的自动化控制并没有原料系统那么成熟，在炼铁高炉生产过程的自动化控制中主要通过应用计算机技术，从而实现对炼铁高炉的监视操作、数据收集以及操作指导。对炼铁高炉生产过程实现自动化控制的主要目的，是为了消除各项因素对于产品本身的干扰来源。一方面是由于输入参数会进行经常性的变化，而且变化的量十分大，而另一方面由于设备的故障，导致相关参数的波动，只有准确地对参数进行测量，并且及时进行控制，才能够从根本上削减不可控因素对产品的干扰。

通过将一系列的操作参数输入计算机中，运用计算机技术能够对数字模型进行审核，得到一定的评估数值，之后再根据这些数值对炼铁高炉的温度和状况进行适当的调节。除此以外，运用计算机技术还能够对可能变化的一系列因素进行提前性预测，例如，在面对炼铁高炉温度变化这一情况时，计算机能够通过各种数量的测量从而使得炉内温度保持在可控范围内。

炼铁高炉生产过程中的自动系统调节主要分为以下两个环节：第一种是开环调节，第二种是闭环调节。通过计算机测试从而进行调节的方式，被大家称之为开环调节，在这一调节系统中，计算机不能接受来自炼铁高炉生产过程控制系统输出的反馈，它仅仅能够根据操作者给出的指令不断地调整控制方案，或者是直接不受到控制，将最终的结果进行打印，最终为操作人员提供参考分析的依据，由操作人员进行最终决断和方案调整。另外一种情况即为，如果计算机只负责对于炼铁高炉生产过程中的自动化控制结果进行显示和打印，不完全地参与整个过程，那么，将由相关的操作人员进行方案的调节和控制。闭环调节主要指的是通过运用计算机技术对最终所特定的结果进行计算后，再进行方案的调整和控制。在这一整个过程中，计算机通过对炼铁高炉的参数变化进行具体细致的检查，在对这些参数变化进行综合比较以及判断后，最终得出适合炼铁高炉生产过程自动化控制的方案，计算机不仅仅可以将这些结果进行打印，还能够在将所获得的信息反馈给工作人员的同时，自动地对炼铁高炉进行调节，从而保证炼铁高炉在具体生产过程中实现高效生产，操作人员不需要过分干预整个过程，这也被称为全盘自动化。

3 技术设备的应用

成像设备这一应用，能够在很大程度上提高炼铁高炉自动化控制的准确性，这一设备主要通过在炉的顶部放置一个与之配套的成像设备，再加上用氩气流套筒的保护，在操作室中设置一个监视设备，从而做到时刻观察着高炉中的反应来做出全方位的安全保护。随着布料方式的样数增加，布料的精确性也相应提升，利用率增加，成本也随之降低。更有意思的是，如果有了成像设备，在进行高炉维护养护工作时，还能拥有更加真实有效的数据作为工作人员后续养护工作过程中的重要依据，这是目前各大炼钢高炉自动化控制发展的主要方向。

我们可以通过应用人机界面，从而在炼铁高炉生产过程的自动化控制过程中实现集中的自动化控制，最终对炼铁高炉的整个生产过程所运行的参数数据进行全方位的自动化控制。这也能够促使相关的工作人员在工作中能够更清晰地掌握炼铁高炉在其生产过程中真实的生产状态，通过人机界面的监控和显示能够将整个炼铁高炉生产设备生产的画面直接传输到配套的计算机上。这样一来，可以实施对相关设备进行计算机控制，一旦发生故障时，也能够及时进行警报和处理工作，这也在另一角度为工作人员设备的检查工作提供准确明了的数据支撑，通过人机界面监控技术能够实现炼铁高炉生产过程自动化控制的资源和数据共享。通过调查，我们可以发现在这些操作系统中融入PLC系统，能够有效地对炼铁高炉生产过程自动化控制进行全方位的管理。这不单单能够降低炼铁高炉在生产过程中出现的设备故障概率，还能够对整个炼铁高炉生产过程的自动化控制进行实时的监控和动态检测，这也在很大程度上增强了工作人员具体操作的便捷性和效率。

4 结语

高炉工业的历史十分久远，因此，基础的控制技术相对来说很成熟，我们要转化一下思路，顺应时代的发展，实现自动化控制的新发展。目前来说，我国的原料和热风系统已率先实行了自动化控制，但在生产这一过程中自动化控制的发展还远远不成熟。炼铁高炉生产过程的自动化控制能够在很大程度上促进生产，通过采用计算机技术从而实现系统的控制，为炼铁高炉生产过程提供有效的信息支持，并且随时提供相对应的控制方案，最终取得最佳的生产指标。随着人们对钢铁业数量和质量两方面要求的不断增加，也给高炉生产过程的自动化控制带来了新的发展机遇，同时又面临着严峻的挑战。因此，我们应该尽全力来完善和发展炼铁高炉的自动化生产与控制，为经济发展做出贡献。