冶金加热炉中参数实时检测与控制系统的优化设计

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1、冶金加热炉中参数实时检测与控制系统的优化设计　　　　1、我国钢铁企业信息化现状　　　　近几年来，我国的冶金工业以重组和兼并的方式步入规模化发展的里程，在自动化技术和智能仪表控制技术基础上应用计算机和X络技术构筑现代钢铁企业的信息化建设工程是现代化企业管理制度和满足自身经济发展提升国际竞争力的迫切需要。加大对大中型制造业企业信息化建设的力度，全方位展开了生产经营企业的信息化建设，这就是当前冶金制造业企业信息化的现状。如何建立敏捷的制造业尤其是冶金企业的信息X络对于加快制造业的数字信息化与X络传输的敏捷化，这不仅对于制造业本身的改造，地区信息

2、港的建设有十分重要的战略意义和现实意义，而且也能够在短期内达到开展异地设计与制造、X络服务与X上数据共享以及X上培训等的预期目标，必将大大推进企业信息化进程。　　PLC（ProgrammableLogicController,可编程序控制器）控制系统是20世纪60年代末随着微电子技术和计算机技术飞速发展而发展起来的一种先进的工业计算机控制系统，其主要特点是工作可靠，运行速度快；采用积木式结构，组态灵活；可直接与工业现场信号连接；采用梯形图程序语言及命令语句，编程容易；安装、维护简便等；最大的特点是PLC控制系统能很好地完成工业实时顺序控制

3、、条件控制、计数控制、步进控制等功能；能够完成模-数（A/D）、数-模（D/A）转换、数据处理、通讯联X、实时监控等功能。最初的PLC系统主要应用于电气自动化系统的开关量控制，对过程控制系统中的大量模拟量数据处理功能相对较差、通讯与监控功能较弱，难以胜任大型和控制状况复杂的过程控制系统工作。所以，近几年来的集计算机信息采集与处理、电气控制、X络接口和CRT工业显示屏等高新技术融为一体的有更强控制功能操作简便和更高可靠性能的集散控制系统即DCS（DistributedControlSystem）是得到了空前的发展和应用。　　钢铁冶金生产过程

4、的性质和特点是大型装置工业、需要复杂的生产过程和高能耗高污染生产这方各方面，这些性质具体表现为设备方面的单机设备大、多半不是连续过程，而是间歇生产过程，原料使用量大、物流相当复杂以及原成品的运输量大等特点。钢铁冶金生产过程中使用的仪表种类繁多，按照工艺参数的不同分为温度、压力、流量、液位以及成分分析等检测仪表，各种仪表检测到的不同工参数我们试图用计算机来完成行政管理任务收集在线数据，作为保证质量的辅助手段，以减轻日常管理工作强度。　　从物理化学知识出发研究反应机理，推导过程的热力学和动力学方程，借助经验参数求解这些方程与生产过程紧密相关通

5、过工艺参数调节，从而达到指导生产的优化目的，以后随着生产发展，在积累新的数据之后，可进行新一轮优化。　　冶金学知识体系和结构，随着冶金技术的发展和相关学科的进步，发生了革命性的变化。计算机技术的发展和在冶金过程中的广泛应用，使冶金学理论和工艺的研究方法、冶金生产及其控制技术发生了重大变革。由传统冶金学和传统冶金工艺学所构成的知识体系和结构，已不能完全满足现代冶金工艺发展和理论研究的需要。因此，诸如，对微观或宏观过程的认识、单元过程或现象的定量解析、反应过程的数学物理模拟、反应和生产速率的预测、反应器的仿真研究和设计、人工智能技术的应用以及

6、反应器运行和整体生产过程的控制等等，计算机的应用起着推动冶金工业生产技术不断进步的重要作用。　　　　2、应用于冶金生产过程控制中的计算机信息采集与处理　　　　以控制加热炉的温度为例，数据采集是用热电偶、热电阻等温度传感器对温度等物理量参数进行采集、转换为模拟信号，然后由由A/D转换为数字信号，在计算机上完成存储和计算等任务。高炉自动化系统可以划分为电气、仪表和计算机三大部分，随着计算机技术和控制技术的发展针对高炉的本身特点与炼铁生产工艺的要求把高炉各部分的电气传动和逻辑控制、自动检测与调节以及数据的计算处理结合在一起称之为三点一体化的高炉

7、控制系统，其中自动化控制部分由可编程序控制器（PLC）和分散控制系统（DCS）组成，他的电控部分完成称重上料计算和炉顶均匀布料的操作控制。　　自动控制系统是模仿人工控制来实现的，在加热炉上配备上变送器和调节器与执行器等自控仪表就构成一个自动控制系统，与人工的区别在于用测温热电偶、热电阻等代替人的眼睛来检测信号，用调节器代替人的大脑判断误差，用执行器代替人手的操作，使得温度被控制在设定数值，根据设定值的不同情况把闭环控制系统分为定值控制系统和程序控制系统以及随动控制系统三类。上例中的加热炉温度控制就是一个定制控制系统，被控对象的设定值是恒定

8、不变的；但多数情况是因为生产工艺上的要求有升温、保温和降温的过程即设定值按照一定的时间程序变化着的，这是典型的程序控制系统又称为顺序控制系统；冶金生产过程中的燃料燃烧要有一定比例的助燃空气随生