基于西门子plc的铁水预处理控制系统设计与应用

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1、基于西门子PLC的铁水预处理控制系统设计与应用第1章引言本章首先介绍了该论文课题的研究背景，概述了铁水预处理的发展概况；然后阐述了本文研究的内容和实现的目标，研究的内容是基于西门子PLC的自动化调试框架，实现的目标是KR脱硫法各设备间的分散控制和集中管理；最后介绍了论文的组织安排。1.1课题研究背景钢铁材料发展的速度日新月异，而工业产业的高速发展又促使钢铁行业的更新换代，尤其是涉及到海洋石油、化工和汽车等等行业，都需要低硫甚至超低硫的钢材。而炼制这种高品质材料，则就需要进行铁水预处理，也就意味着铁水炉外脱硫。铁水炉外脱硫这道工序有以下优点：(1)可以激发渣吸收硫的潜力，提高生产率；(2)

2、铁水脱硫预处理，可以得到含硫量很低的铁水，是优质钢材产出的必备基础；(3)从成本角度来说，铁水炉外脱硫和高炉、转炉等等方式相比，经济成本更低；(4)转炉冶炼发展此种处理方式后，逐渐在汽车板生产、船板制造等等高精尖技术领域开始应用；(5)对于连铸工序生产顺行以及连铸坯的质量，都有着保证优质高产的功效；(6)从时间方面来看，此种处理方式可以极大缩短转炉以及精炼工序的时间周期。上个世纪六七十年代，欧洲和日本就已经进行了铁水脱硫预处理的实践和应用，同时在理论研究的基础上不断改进应用方式。1979年，经武钢二炼钢引入了日本新日铁的KR法，随后北台、天钢、宣钢等等众多钢铁企业，自主研发了新的脱硫方法

3、，比如喷吹石灰、萤石等等[2]。..........1.2研究的内容及实现目标系统设计范围从铁水罐吊到脱硫专用铁水罐车上开始，到铁水脱硫处理结束后铁水罐从脱硫专用铁水罐车吊离为止，整个铁水脱硫站内的全部工艺设备及其附属的润滑、液压等设备的电气控制、信号、联锁、仪器仪表及计算机跟踪等控制系统设计。铁水脱硫系统操作方式分为自动、半自动、手动和机旁操作四种方式。电仪一体化，电控及仪控采用西门子PLC进行控制，系统构成完善，可靠性高，使用方便，维护简单。脱硫的二级计算机系统采用Oracle中文版数据库服务器和客户端工具，开发语言采用MicrosoftVisualC#。该系统完全实现KR二级工位物

4、流信息跟踪以及对应三级系统中的计划下发，生产数据跟踪，生产情况实时监视等功能。提高了生产管理水平，操作方便灵活。本文具体的研究内容如下：(1)脱硫工艺配方及处理时间二级运用先进数学模型的识别与建立；(2)铁水罐车渣罐车等设备的自动/手动控制系统；(3)铁水脱硫控制系统；(4)设备运行指示报警系统；(5)润滑、液压等设备的电气控制、信号、联锁、仪器仪表及计算机跟踪等控制系统。可以说，整个脱硫过程都是在PC的监控下自动完成的，除了铁水罐车渣罐车，这类设备必须要手动完成。监控系统使用的是UPS电源；同时微处理器全数字监控系统，也在交流传动调速装置中得到了全面应用。该系统的硬件部分，设计内容包含

5、两部分：(1)供电、配电系统。(2)自动化运作系统。.........第2章铁水预处理本章主要内容是介绍KR脱硫法、复合喷吹、单喷脱硫工艺在铁水预处理中的应用实践，分别对三种脱硫工艺在脱硫率、回硫、温降、扒渣铁损、耗时、成本和对转炉冶炼影响及原材料设备要求进行比较，分析了各自优缺点，并对降低脱硫成本和不同条件下钢厂采用适宜的脱硫工艺提出建议。2.1铁水脱硫的意义及方式铁水脱硫在目前看来，是为高炉和转炉减轻冶炼负荷的先进工艺，不仅可以提高经济利润，更是为高质量钢种出产提供了技术基础，在现代化炼钢产业中，无可替代。铁水脱硫在其钢铁生产中也是一个十分重要的生产环节，许多钢材要求钢的含硫量要低于

6、0.005%，甚至0.002%。经过三十年的发展，我国的铁水脱硫技术得到了全面又现实的进步和更新，尤其是预处理技术，目前已经多达十余种，应用最广泛的还是KR法和喷吹法的各种技术类型。......2.2脱硫工艺原理及特点日本新日铁，从1963年开始研究和应用的搅拌脱硫法，是一种机械搅拌法，主要应用在工业领域。这种脱硫方法，使用的技术方式为，用外部裹有耐火材料的搅拌器，放置在铁水罐内，进行旋转搅拌，同时加入定量的脱硫剂，反复进行混合、反应，直到脱硫成功。脱硫剂以石灰为主，使得其主要特点为成本低，效率高[1]。CaO+S+C=CaS+CO喷吹法主要有单喷法和复合喷吹法，原理是利用惰性气体为载体

7、，把脱硫粉剂喷入铁水中，喷枪的喷吹过程，不仅可以搅拌铁水，还可以载气。此喷吹法可以均匀融合气体、脱硫剂和铁水。单喷使用的粉剂为单一颗粒镁，经过有汽化功能的喷枪之后，转变为气体融合进铁水中，直到脱硫完成。复合喷吹则是使用流态化石灰和镁粉，在管道中按照既定比例混合，然后经过喷枪进入铁水中，这也是国内目前各大钢厂使用最多的技术。可见，不论哪种脱硫方式，主要的脱硫剂是镁粉。........第3章自动化控制技术........123.1PLC