大型高炉上dcs控制系统应用研究

《大型高炉上dcs控制系统应用研究》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、大型高炉上DCS控制系统应用研究【摘要】本文主要分析了DCS控制系统在某钢铁厂2000m2高炉控制系统中的应用，包括其工艺流程、控制系统结构、以及网络构成和实现控制功能等。并分析了DCS控制系统如何实现保障高炉顺利生产、维持高炉系统稳定以及对其进行严密监测。【关键词】大型高炉；DCS控制系统；控制站；历史站集散控制系统(DCS)是由过程监控级和过程控制级组成的多级计算机系统，其以通信网络为联系枢纽将控制、通信、显示和计算机等合理有序的融合在一起，即以计算机为技术核心，运用通信网络将独立进行控制、采集、监视和操作的过程控制站、计算机站和数据采集站等组织成为一个完整的系统，实现信息资源共享

2、。其理念就是集中操作、分级管理、分散控制。［1］它不仅具有控制功能齐全、开放性、可靠性、灵活性以及协调性等优点，还具有自身特有的技术工艺如冗余、小型、自诊断和开放等使其在工业过程控制方面得以广泛的应用。1.自动化系统构成本文中研究的该钢铁厂2000m2高炉采用的DCS控制系统开放性好、兼容性能佳，不仅可以实现不同厂家自动化设备的共同作业还可以与管理计算机进行信息传递。DCS采用的数据库是分布式结构，有效的降低了集中式数据库可能累积的高风险。并且用户可以随意的从该系统的某一点得到其在系统中的全部信息。该DCS控制系统有效的将仪表和电气的分工作业融合起来，简化了网络结构加快了网络速度，使得

3、系统资源能够得以充分的运用，同时也便于系统的维护和控制。DCS控制系统可以对大部分高炉工艺实施有效的监控，主要有：上料系统；髙炉本体系统；焦炭和矿石储备、输送系统；煤气清洗系统；出铁场系统；水渣系统；无料钟炉顶系统；喷吹系统、热风炉系统和煤粉制备系统等，并且对炉顶余压发电系统的控制也实施了预留举措。[2]DCS控制系统分为两级系统功能，其中一级是基础自动化，其主要功能是对高炉生产过程的数据进行收集和初步处理，可对生产的逻辑顺序进行控制也可对其生产过程的连续调节进行控制。在该钢铁厂选用的DCS控制系统中配置有控制站（DPU）、高速数据通信总线、操作员站（SUN工作站为其操作平台），硬拷贝

4、机和打印机等，其中操作员站中有2台用作软件维护和系统组态，相当于工程师站。每一个控制站按冗余方式进行硬件的配置，包括冗余的分布式数据存储器、IntelCPU和电源以及非冗余的输出继屯器、输入接线端子和I/O模件等。软件包括分布式数据库程序以及系统固化支持程序等。操作站间均可以交替使用。高速数据通信总线的数据信息途径以时间为界限进行分段广播，其在室外的部分采用光纤传播，室内的部分采用同轴电缆进行数字广播。其以以太网为信息传输媒介，可以与其他系统之间进行信息传递。另外一级为过程控制级，其主要功能为对高炉生产过程设定数据，进行作业管理、数据处理、数据存储、控制计算和操作指导等。在过程控制级中

5、共配有SUN工作站、打印机、硬拷贝机以及Pc终端机。以上配置与高炉原燃料之间可以通过调制解调的方式进行数据通信，其各单元之间也可以通过以太网和高速数据总线进行信息传递。以不间断电源装置对其进行供电，且其停电保持时间应不低于30mino依据不同的控制对像，控制设备被安置在相对应的控制室或电气室中，被安置在现场的远程I/O。1.DCS控制系统对高炉的主要控制功能2.1控制站的控制功能DCS控制系统可依据高炉不同的工艺将控制站进行不同控制功能的分配，服务器是整个控制站中心，其主要管理系统的整个数据库，包含有系统组态、流程图、输出点和控制回路等。该控制系统可只建立一个工程就可将编辑监控画面、网

6、络硬件组态和编程融合在一起。其可以满足各种画面的编辑，编辑后只需将其下载到相应的操作站即可，这一个控制程序涵盖了高炉的子控制系统。控制台的主要的控制功能可做如下的安排：(1)采集和处理焦炭和矿石输送和储备系统状态以及称重等数据；控制输送皮带机上矿石原料的跟踪观察等控制振动筛、称量料斗闸门和矿石输送皮带机等设备的运转先后控制焦炭输送皮带机、转换溜槽和焦炭振动筛等设备的运转先后；控制补正焦炭的水分；补正矿石和焦炭的称量误差以及处理设备故障的报警。(2)采集和处理高炉自身的系统温度数据，控制炉顶系统设备的运行状态，控制炉顶各设备如排压阀、均压阀和密封阀等的运转先后以及控制料流调节；控制燃烧和

7、送风温度等。(3)采集和处理高炉煤气和炉顶清洗系统以及热风炉系统的流量、温度及压力数据；控制炉顶压力；控制文氏管洗涤器的煤气差压和水位；监测高炉风口和冷却板等。(4)采集和处理喷吹煤粉系统设备的运转状态的数据，采集和控制喷吹煤粉的流量、温度和称重等的数据；并控制其设备运行的顺序和喷煤速率。(5)采集和记录水渣和出铁场系统的运转状态数据；采集和处理其称重、流量、温度和液位等数据；控制成品槽水清洗阀、事故阀、炉渣输送皮带机等设备;控制出渣方式和转鼓