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1、新转炉仪表控制系统介绍自动控制知识n自动化控制系统是指在表征生产过程中的温度、压力、流量、物位等状态参数作为被控对象的系统。包括：常规过程控制系统和计算机过程控制系统仪表基本常识之误差一、测量误差1、按误差数值表示方法可分为：绝对误差、相对误差、 引用误差；绝对误差=测量值-真值。 相对误差=绝对误差/仪表示值*100%引用误差=绝对误差/量程*100%仪表精度等级是根据引用误差来划分的 2、按误差出现规律可分为：系统误差、随机误差、误差； 系统误差又称规律误差，其大小和符号均不改变或按 一定规律变化。 随机误差又称偶然误差。 疏忽误差又叫粗差。 仪表的质量指标 准确度和准确度等级：准确度和准
2、确度等级：准确度准确度是指测量结果和实际值的一致是指测量结果和实际值的一致程度。程度。 准确度等级准确度等级是仪表按准确度高低分是仪表按准确度高低分成的等级。它决定仪表在标准条件下成的等级。它决定仪表在标准条件下的误差限，也就是仪表基本误差的最的误差限，也就是仪表基本误差的最大允许值。大允许值。 准确度习惯上又称精确度或准确度习惯上又称精确度或精度精度，准确度等级也称精确度等级或准确度等级也称精确度等级或精度等精度等级级仪表分类凡是用来直接或间接将被测参数和测凡是用来直接或间接将被测参数和测量单位作比较的设备，均称为测量仪量单位作比较的设备，均称为测量仪表。其分类有以下几种：表。其分类有以下几
3、种：1 1、按、按被测参数被测参数不同，可分为：压力测不同，可分为：压力测量仪表、物位测量仪表、流量测量仪量仪表、物位测量仪表、流量测量仪表、温度测量仪表、成分分析仪表等。表、温度测量仪表、成分分析仪表等。2 2、按、按显示方式显示方式：可分为指示式、指示：可分为指示式、指示记录、累积式、数字式和屏幕式等。记录、累积式、数字式和屏幕式等。仪表分类按按用途用途不同可分为：标准仪表、实验不同可分为：标准仪表、实验室用仪表和工业用仪表。室用仪表和工业用仪表。按按装置地点装置地点不同可分为就地安装仪表不同可分为就地安装仪表和盘装仪表。和盘装仪表。 其基本其基本组成组成大致可分为：检测变换大致可分为：检
4、测变换部分、传送部分和显示部分。部分、传送部分和显示部分。压力测量压力就是垂直作用在单位面积上的作用压力就是垂直作用在单位面积上的作用力。力。 P=F/SP=F/S压力单位有：压力单位有：1 1、标准大气压、标准大气压: :2 2、工程大气压：、工程大气压：kgf/cmkgf/cm2 23 3、帕斯卡、帕斯卡:Pa:Pa，kPa kPa ，MPaMPa，4 4、毫米水柱、汞柱、毫米水柱、汞柱:mmH2O:mmH2O、 mmHg; mmHg;压力测量在压力测量中常有大气压力、绝对压力、表在压力测量中常有大气压力、绝对压力、表压力、负压力之分。压力、负压力之分。 P P表压力表压力=P=P绝对压力
5、绝对压力-P-P大气压力大气压力 P P表压力表压力00时，则称为时，则称为负压负压压力测量仪表分类有以下几种：压力测量仪表分类有以下几种：1 1、液柱式：、液柱式：U U形管形管2 2、弹性式：薄膜式压力表、弹簧管压力表、弹性式：薄膜式压力表、弹簧管压力表3 3、电气式：电容式、电气式：电容式Rosement1151SRosement1151S、30513051扩扩散硅式散硅式EJA120430EJA120430、硅电阻、硅电阻Honeywell 3000Honeywell 3000流量测量仪表流量流量是指：单位时间内通过管道某一截面是指：单位时间内通过管道某一截面的流体数量。可分为体积流量
6、和质量流量的流体数量。可分为体积流量和质量流量常用单位有：常用单位有：m3/hm3/h、l/minl/min、t/ht/h、Nm3/hNm3/h流量仪表检测原理有：差压式、频率式、流量仪表检测原理有：差压式、频率式、电磁式等。电磁式等。 新转炉用到的流量计有：新转炉用到的流量计有： 孔板、弯管流量计、阿牛巴流量计、威孔板、弯管流量计、阿牛巴流量计、威力巴流量计、旋进式流量计、电磁流量计力巴流量计、旋进式流量计、电磁流量计温度测量仪表温度温度是衡量物体冷热和谐的一个物理量。是衡量物体冷热和谐的一个物理量。常用温标有华氏温度、摄氏温度和开氏温常用温标有华氏温度、摄氏温度和开氏温度。度。测量方法有：
7、热电偶、热电阻、非接触式。测量方法有：热电偶、热电阻、非接触式。热电偶、快速热电偶、热电阻热电偶、快速热电偶、热电阻Pt100Pt100、连、连续测温表等。配套仪表有：测温表续测温表等。配套仪表有：测温表具体有：铁水处理、炉前、吹氩、精炼炉、具体有：铁水处理、炉前、吹氩、精炼炉、中间包、钢坯表面中间包、钢坯表面。物位测量测量方式有静压式、雷达、超声波、测量方式有静压式、雷达、超声波、核辐射式等。核辐射式等。如：单法兰变送器、双室平衡容器、如：单法兰变送器、双室平衡容器、 雷达、光纤柜位计、超声波水雷达、光纤柜位计、超声波水位计等。位计等。称重设备电子衡器的组成：电子衡器的组成：承重和传力机构承
8、重和传力机构称重传感器称重传感器测量和显示测量和显示新转炉主要测量点有：氧枪称重、散新转炉主要测量点有：氧枪称重、散装料称重、废钢秤、铁合金小车、铁装料称重、废钢秤、铁合金小车、铁水包、钢水行车、钢包。水包、钢水行车、钢包。工业自动化化 现代钢铁工业自动化化系统一般可分为：现代钢铁工业自动化化系统一般可分为：基础自动化基础自动化、过程自动化过程自动化和和管理自动化管理自动化。一级一级基础自动化级为设备级控制，包括基础自动化级为设备级控制，包括检测仪表及控制、电力等传动系统控制检测仪表及控制、电力等传动系统控制和监控。和监控。二级二级过程自动化是在数据采集的基础上过程自动化是在数据采集的基础上又
9、增加一些控制和管理功能。又增加一些控制和管理功能。三级三级管理自动化又分为总厂经营管理和管理自动化又分为总厂经营管理和分厂管理。分厂管理。 特点 过程自动化过程自动化( (或生产控制级或生产控制级) )计算计算机的主要机的主要结构特点结构特点为分级控制和分散为分级控制和分散控制以及多机系统；应有与上位生产控制以及多机系统；应有与上位生产管理计算机相联的接口，对下应与基管理计算机相联的接口，对下应与基础自动化级相联等础自动化级相联等。基础自动化级设置过程自动化和生产控制级计算机的作用和设置过程自动化和生产控制级计算机的作用和目的目的为：为： 1 1、优化全生产线生产过程，提高综合效益；优化全生产
10、线生产过程，提高综合效益； 2 2、控制优良过程的再现性，为整个生产过程控制优良过程的再现性，为整个生产过程实现稳定高质量和高效益提供手段；实现稳定高质量和高效益提供手段； 3 3、满足多炼钢、全量铁水预处理和全连铸等满足多炼钢、全量铁水预处理和全连铸等新工艺及产品方案系列钢种生产的需要；新工艺及产品方案系列钢种生产的需要； 4 4、提高产量、产品合格率和金属收得率以及提高产量、产品合格率和金属收得率以及节能降耗并延长设备寿命；节能降耗并延长设备寿命； 基础自动化级5 5、改善劳动条件、节省人力提高劳动、改善劳动条件、节省人力提高劳动生产率；生产率；6 6、提供近期和历史数据，以提高质量、提供
11、近期和历史数据，以提高质量分析技术和生产管理水平。分析技术和生产管理水平。 功能 生产管理。包括吹炼命令输入，出钢生产管理。包括吹炼命令输入，出钢和钢包计划输入，生产作业状况显示和钢包计划输入，生产作业状况显示和传送及各种报表及考核等。和传送及各种报表及考核等。 跟踪。通过质计处信息管理系统对铁跟踪。通过质计处信息管理系统对铁水预处理、炉外精炼、样品分析中心水预处理、炉外精炼、样品分析中心过程计算机对铁水、废钢、钢水、钢过程计算机对铁水、废钢、钢水、钢坯等的成份、重量跟踪。坯等的成份、重量跟踪。 功能设定控制。如参考模型手动输入控制吹氧设定控制。如参考模型手动输入控制吹氧流量控制、氧枪高度控制
12、、副原料装入控流量控制、氧枪高度控制、副原料装入控制、底吹控制等。制、底吹控制等。 转炉吹炼终点控制。根据初始装料（铁水转炉吹炼终点控制。根据初始装料（铁水和废钢）条件计算好副原料加料和底吹供和废钢）条件计算好副原料加料和底吹供气模型。参考模型手动输入控制。气模型。参考模型手动输入控制。 主原料计算及副原料管理。主原料计算及副原料管理。计算机控制系统简介可分为：可分为： 下位机：下位机：PLC控制控制 上位机：工业监控上位机：工业监控PLC控制系统PLC主要有：ABB、SIEMENS、GE、MODICON等。转炉系统用GE，连铸与热送用SIEMENS。GE简介：工业监控软件常用的有：常用的有：
13、 西门子：西门子：WinCC； GE: iFix；Simplesity AB: eView； intouch； 北京亚琛：组态王；北京亚琛：组态王； GE90-30l32640 输入 / 32640 输出 模拟量l2048 输入 / 2048 输出 开关量l240K 程序代码空间l.22ms / K 程序代码 l3-5 ms 每个闭环刷新间隔 HotStandby90-70 PLCETHERNET(TCP/IP)iFixHMI数学模型Alpha/VMSC+编程工具包EGD/SRTPDCS工程师站Web服务器浏览站PA70 DCSInnovationControllerVersaMax PLCS
14、DBGE Tool BoxProfibus/Genius/DevivenetProfibus/Genius/D-LanVME底板总线加热炉控制轧线控制分散I/OMCC交直流传动系统特点:1. 开放的Windows NT或VMS操作系统2. VME总线控制器3. GE专有的数学模型4. 提供NT或VMS平台上的C+开发工具,允 许用户自建的数学模型与控制器完成 EGD/SRTP网络数据通讯GE Total SolutionGE GE 工业系统集团工业系统集团工业系统集团工业系统集团网络介质访问层网络介质访问层网际层网际层(IP)TCP / UDPSRTP / EGDTCP/IP应用层协议应用层协
15、议以太网以太网以太网通讯,模型OpenProcess的远程访问技术GE GE 工业系统集团工业系统集团工业系统集团工业系统集团电话线远程计算机VIEWERSVIEWERS( (浏览站浏览站) )工程师站工程师站( (服务器服务器) )Plant-Wide NetworkPlant-Wide Network厂区局域网WindowsNTRASServer远程拨号访问IE4.0/NetscapeViewer或PA - 70远程访问监控流程图新转炉控制系统新转炉控制系统按新转炉控制系统按PLCPLC的的CPUCPU分包括：分包括：1 1、转炉本体；、转炉本体；2 2、汽化系统；、汽化系统；3 3、二次
16、除尘；、二次除尘；4 4、上料系统；、上料系统；5 5、吹氩站；、吹氩站；6 6、五万气柜；、五万气柜；7 7、水处理系统；、水处理系统；新转炉控制系统7 7、精炼炉系统；、精炼炉系统；8 8、铁水预处理；、铁水预处理；9 9、连铸系统；、连铸系统；1010、铸坯热送；、铸坯热送；以下分述：以下分述：本体流程图转炉本体之电气控制转炉倾动系统的连锁控制。转炉倾动系统的连锁控制。转炉倾动润滑系统的控制。转炉倾动润滑系统的控制。转炉倾动位置控制。转炉倾动位置控制。底吹系统控制。底吹系统控制。氧枪升降位置系统的连锁控制。氧枪升降位置系统的连锁控制。氧枪横移小车行走和锁定装置的控制。氧枪横移小车行走和锁
17、定装置的控制。氧枪钢丝绳张力保护控制。氧枪钢丝绳张力保护控制。 转炉本体之电气控制炉后合金加料设施的控制。炉后合金加料设施的控制。挡火门和挡渣塞的控制。挡火门和挡渣塞的控制。渣车系统控制。渣车系统控制。振动给料机的控制。振动给料机的控制。电磁阀的控制。电磁阀的控制。溶剂称量斗及集中斗称量控制。溶剂称量斗及集中斗称量控制。其他辅助设备控制。其他辅助设备控制。 转炉本体之电气控制转炉本体仪表检测与控制转炉顶吹系统转炉顶吹系统之检测点之检测点有有钢水温度测量钢水温度测量氧气总管压力、流量、温度测量氧气总管压力、流量、温度测量氧气压力调节氧气压力调节氧气调节阀前后压力测量氧气调节阀前后压力测量氧气快速
18、切断阀后压力测量氧气快速切断阀后压力测量氧枪钢丝绳张力测量氧枪钢丝绳张力测量氧枪枪位测量氧枪枪位测量氧枪连锁控制氧枪连锁控制转炉本体之检测点氧枪冷却水总管压力、温度测量氧枪冷却水总管压力、温度测量氧氧枪枪冷冷却却水水进进水水支支管管压压力力、温温度度、流流量量测测量量氧枪冷却水回水支管压力、流量测量氧枪冷却水回水支管压力、流量测量氧枪冷却水回水温度测量氧枪冷却水回水温度测量氧枪冷却水进出水温差测量氧枪冷却水进出水温差测量炉口进出水温差、流量测量炉口进出水温差、流量测量耳轴进出水温差、流量测量耳轴进出水温差、流量测量低压水流量、压力测量低压水流量、压力测量转炉本体之检测点氮气总管压力、流量测量氮
19、气总管压力、流量测量溅渣护炉氮气流量、压力测量溅渣护炉氮气流量、压力测量氮气总管压力调节氮气总管压力调节转炉稀油站系统转炉稀油站系统稀油箱稀油液位测量稀油箱稀油液位测量稀油箱稀油压力测量稀油箱稀油压力测量稀油箱稀油温度测量稀油箱稀油温度测量转炉本体之检测点转炉底吹系统转炉底吹系统底吹氩气底吹氩气, 氮气总管压力，流量测量氮气总管压力，流量测量底吹氩气，氮气支管压力，流量测量底吹氩气，氮气支管压力，流量测量底吹氩气，氮气总管压力调节底吹氩气，氮气总管压力调节底吹氩气，氮气支管流量调节底吹氩气，氮气支管流量调节转炉本体之检测点底吹氩气，氮气分支总管压力调节底吹氩气，氮气分支总管压力调节底底吹吹氩氩
20、气气，氮氮气气分分支支总总管管压压力力、温温度度、流流量测量量测量底吹氩气，氮气切换控制底吹氩气，氮气切换控制 流程图吹氩站系统控制振动给料机振动给料机称量小车称量小车电振动给料机电振动给料机吹氩枪升降电机吹氩枪升降电机吹氩站系统检测 氩气压力测量、控制氩气压力测量、控制氩气流量测量氩气流量测量钢包钢水温度测量钢包钢水温度测量铁合金称量铁合金称量废钢称量废钢称量流程图烟气净化主要完成功能：主要完成功能：一次烟气冷却系统：一次烟气冷却系统：活动烟罩升降控制。活动烟罩升降控制。冷却水泵的控制。冷却水泵的控制。排气阀、排水阀控制。排气阀、排水阀控制。一次烟气净化系统：一次烟气净化系统：电磁阀的控制。
21、电动阀的控制。电磁阀的控制。电动阀的控制。冷却水泵的控制。冷却水泵的控制。润滑站的控制。润滑站的控制。 烟气净化烟气净化烟气成份烟气成份(CO(CO、O O2 2) )分析分析一文进口烟气温度测量一文进口烟气温度测量 二文进、出口烟气温度测量二文进、出口烟气温度测量一文、二文进出口差压测量一文、二文进出口差压测量偶合器供、排油温度测量偶合器供、排油温度测量引风机进出口烟气温度、压力测量引风机进出口烟气温度、压力测量引风机、电机轴承温度测量引风机、电机轴承温度测量烟气净化汽化冷却系统汽化冷却系统锅筒压力，水位测量、控制锅筒压力，水位测量、控制蓄热汽包压力及水位测量、控制蓄热汽包压力及水位测量、控
22、制给水压力测量给水压力测量给水流量测量及控制给水流量测量及控制蒸汽压力，流量测量蒸汽压力，流量测量工业水压力，流量测量工业水压力，流量测量烟气净化二次除尘系统 除尘器进、出口压力测量除尘器进、出口压力测量烟气流量测量烟气流量测量引风机进、出口压力测量引风机进、出口压力测量引风机进、出口温度测量引风机进、出口温度测量液力偶合器供排油温度测量液力偶合器供排油温度测量除尘器进口掺冷风控制除尘器进口掺冷风控制支管烟气阀门控制支管烟气阀门控制 流程图上料系统l散装料系统散装料系统PLCPLC主要功能：主要功能：振动给料机的控制。振动给料机的控制。上料皮带机的控制。上料皮带机的控制。卸料小车行走的控制。卸
23、料小车行走的控制。其他辅助设施的控制。其他辅助设施的控制。其他辅助设备的控制。其他辅助设备的控制。 高位料仓料位测量高位料仓料位测量 流程图气柜系统主要包括煤气柜、煤气加压站系统主要包括煤气柜、煤气加压站系统煤气柜油泵及气阀控制。煤气柜油泵及气阀控制。煤气加压机控制。煤气加压机控制。煤气进出口阀的调节。煤气进出口阀的调节。流流量量、压压力力、温温度度、液液位位、一一氧氧化化碳碳等的数据采集。等的数据采集。与转炉生产的联系信号。与转炉生产的联系信号。 气柜系统5105104 4m m3 3干式煤气柜干式煤气柜进柜煤气压力、流量检测进柜煤气压力、流量检测 进柜煤气温度检测进柜煤气温度检测柜内煤气压
24、力检测柜内煤气压力检测柜内煤气温度检测柜内煤气温度检测气柜煤气储量检测气柜煤气储量检测活塞上部活塞上部COCO含量检测含量检测活塞倾斜度检测活塞倾斜度检测活塞高度、运行速度检测活塞高度、运行速度检测氮气压力检测氮气压力检测转炉煤气加压站加压风机进口总管煤气压力检测加压风机进口总管煤气压力检测加压风机进口煤气压力检测加压风机进口煤气压力检测加压风机进出口煤气压力就地检测加压风机进出口煤气压力就地检测加压风机进出口煤气温度就地检测加压风机进出口煤气温度就地检测加压机房加压机房COCO含量检测含量检测加加压压机机出出口口总总管管煤煤气气压压力力、温温度度、流量检测流量检测防回火水封水位检测、控制防回
25、火水封水位检测、控制泄爆水封水位检测、控制泄爆水封水位检测、控制流程图转炉水处理系统 工作方式选择及连锁控制。工作方式选择及连锁控制。水泵电机的速度调节。水泵电机的速度调节。信号转换及处理。信号转换及处理。水泵与阀门连锁及处理。水泵与阀门连锁及处理。 转炉净循环给水系统转炉净循环给水系统n该系统主要供给转炉氧枪高压水，转炉该系统主要供给转炉氧枪高压水，转炉炉口、托圈、炉帽、耳轴、炉前等中压炉口、托圈、炉帽、耳轴、炉前等中压水，炉前炉后摇炉室、一文除尘隔热水水，炉前炉后摇炉室、一文除尘隔热水套和等低压水，套和等低压水，LF炉、除尘设备冷却和炉、除尘设备冷却和空调等用户冷却之用，属于间接冷却空调等
26、用户冷却之用，属于间接冷却给水系统给水系统其回水仅是温度升高，水质未受污染，自流到热水池，用泵送到清水冷却塔，降温处理后再用泵加压循环使用。系统损失水量由生产新水管网接管补给。系统设有无阀砂滤罐用于旁滤水处理。转炉给水系统给水系统转炉烟气除尘浊循环给水系统该系统包括转炉烟气除尘污水处理和污泥处理两部分。 转炉给水系统给水系统转炉烟气除尘浊环水处理系统转炉烟气净化采用“双文”并联湿法除尘给水系统，每座60t转炉除尘用水量约为：700 m3/h。该系统主要供给转炉烟气一文、二文喷水除尘、冷却和弯管冲洗之用，属于直接冷却，其回水不仅温度升高，水质还受到污染转炉给水系统给水系统（回水中含有石灰、炼钢原料细颗粒等固体杂质）。“双文”除尘污水经高架污水流槽自流到电磁式凝聚器和粗颗粒分离机，经磁絮凝和粗颗粒分离处理后，再自流入斜板沉淀池进行加药絮凝沉淀处理。沉淀池上清液自流到热水井，用泵提升到冷却塔，冷却后自流到冷水井，再用泵加压循环使用。系统损失水量由生产新水管网接管补给。
