炼钢厂５０吨转炉动态炼钢控制系统的开发与应用

《炼钢厂５０吨转炉动态炼钢控制系统的开发与应用 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、炼钢厂５０吨转炉动态炼钢控制系统的开发与应用摘要：本文着重讲述了莱钢炼钢厂转炉动态炼钢控制系统，详细的介绍了转炉动态炼钢的特点、特征，并对其关键技术进行了描述。　　关键词：计算机过程级；炉气分析；动态模型；静态模型。　　　　1、引言　　　　近年来，计算机过程级控制冶金行业得到了广泛的应用，目前在国内的多家钢厂都在不同规模上实现了计算机控制。为了提高产品的产量和质量，扩大品种，降低成本和消耗，稳定生产工艺，在转炉上使用计算机过程控制已经成为必要。生产上采用动态炼钢以后，可以大幅度提高产量、质量，有效的优化全生产线生产过程，对于迅速提高经济效益起到立杆见影的效果。因此，

2、炼钢厂50吨转炉进行动态炼钢控制势在必行。　　　　2、系统概述　　　　莱钢4#转炉，为无副枪顶吹型式，年设计生产能力为50万吨，于2002年11月建成并投入使用，经过扩容改造，目前具备了80万吨的生产能力，它与大方坯连铸机构成了产能匹配的短流程生产线。　　该转炉动态炼钢控制系统于2004年01月开始实施，运行稳定正常，能够完成动态炼钢对数据的需求。本系统主要完成实现了的生产管理，包括生产作业状况显示和传送等；并对吹炼开始、吹炼结束等状态进行跟踪；能够对相关的数据进行采集，并进行存储、记录；实现了对主料和辅料的计算及管理；实现了对废钢、生铁的配比及称量的管理；能够打印

3、各种报表和记录；能够对转炉的作业时间进行管理；实现了与连铸机、化验室等计算机通讯。　　　　3、国内外现状对比分析　　　　为了提高产品的产量和质量，扩大品种，降低成本和消耗，稳定生产工艺，使用计算机控制生产比其他的流程更为必要，故在钢铁工业，转炉是首先使用计算机控制的机组。目前在国外转炉普遍采用了计算机控制，国内从20世纪70年代开始对转炉计算机控制进行了大量的实验研究，取得了可喜的成果。目前，国内的几家钢厂的转炉在不同的规模上实现了计算机控制。进行生产过程的计算机控制十分必要。转炉炼钢为紧凑型生产，因此引入高性能计算机控制系统是提高产量和质量的必要条件，为此我们选用

4、了静态模型和动态模型。　　　　4、主要的特点、特征　　　　(1)基础级到计算机级数据传输程序设计：50吨转炉数据传输的控制程序通过使用西门子公司专用的编程软件STEP7，并采用LAD、CSF、STL三种灵活的方式编制而成。整套控制程序采用模块化/结构化编程方法：控制程序分为若干控制部分，每一部分的控制程序及数据分别编制在不同的FC、FB以及DB程序块中，并由主程序OB1在每次扫描周期中依次调用来实现各自的控制功能；此外，在每一个程序块中，加以详细的（4）动态控制模型：　　转炉动态控制模型则是对静态控制模型精度的补偿。根据物料平衡、能量平衡、化学动力学、化学热力学等理

5、论，以及炉气分析结果建立脱C速度计算模型、温度变化计算模型、其他元素变化计算模型等，采用增量校验技术和神经网络技术实现对分析结果延误的矫正和系统误差的消除，提高转炉的终点命中率。　　动态控制模型主要由炉气定碳模块、温度预报模块、喷溅预报模块、冷却剂控制模块构成。模型的自学习、自适应功能的实现是提高模型精度和使用性的关键。根据具体方式的不同，模型对误差的处理方法大体又可分为数值处理方法和人工智能方法两类。　　数值处理方法：T.Hara[1]将每个预测模型都表示为　　y'=F(x)+△a　　式中，学习项△a在每炉喷吹结束后及时学习实际数据，并预测下一炉y-F(x)值。　

6、　另外，还可采用动态控制模型和反馈计算模型，其中反馈模型基于炉气分析结果，分析动态模型的误差趋势，并根据相应的规则确定反馈量，从而达到调整动态模型误差的目的。　　人工智能方法：　　人工智能方法模拟了人类专家的思维与决策过程，它可以引进人类经验并提高模型弹性，从而弥补传统控制模型的部分缺陷和不足。　　　　（5）管理功能：　　炼钢生产是物流和信息流密集的生产过程，保持物流和信息流的顺畅，是生产管理的重要环节，转炉动态炼系统为过程级控制，信息采集、处理功能强大的监控软件，为实现部分过程级控制功能提供了可能，基于这一情况，在自控系统中开发了辅助管理功能。这一功能主要侧重两个

7、方面：　　生产数据采集和上传：实现这一功能的基础是构建了高速的通讯网络，实现了全线数据的完整采集，然后通过网络接口上传给炼钢厂生产管理的局域网。炼钢厂4#转炉系统包括三个子系统：转炉本体子系统，转炉煤气回收子系统，转炉余热利用子系统。采集上传的数据为车间和炼钢厂两级生产管理和组织调度提供依据，也为进一步挖潜增效和优化工艺提供了支持，有效地提升了生产管理的水平。　　操作指令记录和设备状态记录：在一个复杂系统的故障分析和责任确认中，必须有完善的原始数据记录作为依据，用于分析故障当时的现象和设备状态，找出故障的真正原因，从根本上解决问题，避免同类故障的重复，减少停机时