西门子工控机在炼钢转炉自动控制系统的应用

一、系统概述
　　
　　转炉冶炼是整个冶金工业中非常重要的一个的环节，现代转炉的自动化生产主要包含着转炉本体、氧枪及供气设备、副枪测试装置、底部供气装置、受铁设备、废钢装料设备、副原料上料及投料设备 、汽化冷却余热回收设备、一次煤气除尘及煤气回收设备 、二次除尘设备以及铁合金加料设备等。
　　
　　该系统对氧气顶吹转炉全部生产过程进行全面监视、控制和管理，对所有生产过程参数进行实时监控、记录、自动报表打印。通过使用该套控制系统，操作人员可以全面了解生产过程实时参数，准确把握转炉温度及炭含量、出钢时间及溅渣护炉效果，并可及时调节氧压、冷却水流量等参数，从而可大幅度地提高生产质量和生产效率，并可消除事故隐患。

二、功能描述
　　(1) 采集转炉炼钢过程数据，通过网络在监控上位机上显示;
　　(2) 对重要炼钢过程数据，如果超出正常范围，输出报瞥给电气或氧枪PLC，做出相应的处理;
　　(3) 实现对氧气系统的主氧流量，副氧流量。烘烤氧流量进行自动调节和统计;
　　(4) 实现对汽化系统的汽包水位进行自动调节;
　　(5) 实现对设备冷却水系统的炉裙冷却水流量，炉圈冷却水流量、氧枪插人冷却水流量进行自动调节;
　　(6) 实现底吹系统的氮气、氮气自动切换，对7个支管流量进行自动调节;
　　(7) 实现除尘系统喉口的控制。
　　
三、系统原理
　　
　　转炉控制系统共分为三级别：生产管理级别、过程控制级、基础自动化级别。基础自动化控制部分采用PLC，主要负责对转炉炼钢进行数据采集、顺序控制、监控操作、数据通讯；过程控制级由一台HP服务器、一台CISCO交换机、三台西门子工作站以及五台西门子工业控制计算机构成，主要用于转炉冶炼控制、设备维护、数据统计并收集由化验室送进来的试样数据；生产管理级主要用于下达生产任务和生产指标，实现对冶金全过程的参数计算和优化、数据和质量跟踪、生产顺序控制和管理。
　　
　　五台西门子IPC机分别是:一台氧枪系统监控站，它连接到DH+网，主要用来操作和监控氧枪联锁;两台汽化除尘系统监控站，它连接到DH+网，主要用来监控汽尤系统、除尘烟气系统和设备冷却水系统的过程参数以及设备状态;一台原料监控站，它连接到以太网，主要用来操作和监控下料过程;一台数据报表工作站，它连接到以太网，实时记录炼钢过程的耗氧t及各种原料数据，供故障分析和成本核算使用。

三、系统框图

四、系统配置
　
　　本系统的控制机采用Siemens PC 547B工业控制机构成， PC547B 4U机箱满足工业现场的要求，5台整机在每个转炉分别完成是本体控制、加料控制、成化化验、汽化冷却、报表管理功能，内置P4级  主板，采用Croe 2 Duo4300芯片组，超线程技术，双通道内存。在现场PLC与上位机之间的通信方式可以采用上位连接方式和网络连接方式。

监控整机配置：
　　
　　机型：西门子台式机PC547B

控制机配置：

　　1、19”全钢标准机架式
　　2、CPU：Croe2 Duo E4300 1.8G,800MHz PSB 2MB L2 Cache,EM64-T
　　3、1G DDR2 667 SDRM
　　4、250G HDD/DVD-ROM
　　5、10/100M Ethernet/6*USB V2.0/Seriell(COM1)/2*PS/2/PLT
　　6、watchdog

工作站整机配置：

　　机型：西门子一体机PC677
　　配置：
　　　　1、显示屏：15”TFT 1024*768 TOUCH
　　　　2、CPU：P3 M730 1.26G 533MHz FSB
　　　　3、1G DDR 533 CODMM
　　　　4、2*10\100M Ethernet/MPI/profibus DP 12MBit/s/4*USB V2.0/1*Seriell(COM1)
　　　　5、40G HDD/DVD-ROM/ RAID-Controller on board
　　　　6、watchdog
　　　　7、IP65

五、系统评价
　　
　　该系统的自动控制水平较高，配置灵活，功能齐全，操作方便，系统投入运行以后，预计可获得如下控制水平：终点命中率提高6%～8%，炉龄增加10%～15%，减少废钢，矿石消耗2%，减少氧气用量5%～7%，直接出钢率提高0.6%，按上述几项指标进行计算，年直接经济效益可达数百万元，增加了公司生产效益，系统中西门子工控机在现场较恶劣的环境下运行稳定可靠,确保数据采集并可靠上传,从而也确保了系统的稳定运行,大大提高了钢水的质量。

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