2500m3高炉炼铁综合自动化控制系统

设计理念：

【1】高可靠性方案：突出表现在冗余配置方面，西门子S7-400H冗余PLC控制主站、控制网、管理网、操作站、供电电源、输入信号等都是按冗余设计的；开始时，A系统为主，B系统为备用，当主系统A中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B当中执行，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。系统运行过程中，即使没有任何组件出错，操作人员也可以通过设定控制字，实现手动的主备系统切换，这种手动切换过程，对于控制系统的软硬件调整，更换，扩容非常有用；控制网络详尽设计，所有光纤、DP电缆等通讯线都设计有明确的标识，都必须现场走通讯线专用的不锈钢电缆桥架，尽一切可能确保通讯网络安全可靠；另外，特别考虑到万一联网通讯失败时为保证全工艺段的基本持续自动可靠运行，本方案也设计实施有系统间必要的硬件连锁、I-O接口等信号。

【2】全工艺段集成： 2500m3高炉炼铁各个主要的工艺段的自动控制系统全部集成在同一个控制网络系统中，实现了高炉本体、槽下上料、热风炉、干法除尘、TRT余压发电、鼓风机、高炉喷煤、原料供料、渣处理、水泵房等各个工艺段自动控制子系统自己内部全自动控制，以及子系统间全工艺连锁全闭环控制，高炉炼铁全工艺段生产控制稳定、可靠、敏捷、灵活。

技术进步：

【1】采用伺服控制：无料钟炉顶的旋转布料溜槽的倾动角α、旋转角β的协调运动控制采用台达最先进（速度响应频率 3.1kHz ）的A3系列中大功率（15KW）重载多轴联动伺服控制系统实现快速、精确多环布料角度定位，精确角度反馈采用的是伺服电机搭载的24-bit 高解析绝对式编码器；液压料流阀开度γ，采用液压比例阀控制， 通过高、低速控制对其进行处理，及通过高精度直线位移编码器开度反馈，确保了γ角开度精确控制，从而保证了每环布料圈数与设定值一致；以上，采用最先进可靠的伺服控制技术，为大型高炉稳产、高产、安全高效运行奠定了坚实的设备基础。

【2】采用先进算法：总结应用无料钟炉顶技术多年经验，开发出并完美实施适合大型高炉布料的料流跟踪模型、步序控制模型、流量控制模型和操作控制模型等先进算法控制模型，优化实施了定点﹑扇形﹑单环﹑多环﹑螺旋﹑折返及其组合布料方式，并从容进行切换，丰富和发展了无钟炉顶的布料操作与炉况调剂，为大型高炉优化布料、降耗节能、稳定顺行创造了有利条件。同时，优化和完善了无钟炉顶的工艺控制，使炉顶装料、排料程序简洁明快，布料过程稳定高效快速，上料速度也提升到8批/小时以上，实现的布料调节控制指标达到国内外先进水平，具有极大的推广应用价值。