[实用新型]AOD炉全自动智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全自动智能控制装置，特别涉及一种AOD炉(氩氧精炼炉)全自动智能控制系统。

背景技术

我国现有AOD炉控制系统是手动与半自动结合控制的，既无顶枪高度智能控制，又无AOD炉倾动角度自动控制，更无法实现顶枪氩气、氧气流量的全自动给定。结果是大量能源无端浪费；氧气与氩气的利用率低；AOD炉倾角无法在线实时检测，势必造成生产过程操作人员对炉体倾角控制超调，甚至出现翻炉等危险情况；氧气、氩气流量开环控制会影响整个控制系统的性能，降低生产效率，特别影响确定钢号确定配方操作人员的不确定定量给定，在国家提出资源节约型、环境友好型社会的今天，现有的生产方式已经严重过时，急需一种全自动智能化生产装置解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种AOD炉全自动智能控制系统，该系统的特点是操作人员只需给定钢号，利用系统内建数据库自动选择合适配方，全自动协调控制顶枪高度，最优化控制炉体倾角与顶枪氧气、氩气流量的比值，达到了全局能源消耗最小，能源利用率最高的目的。

本实用新型是由顶枪高度控制系统、炉体倾动控制系统、顶枪流量控制系统、报警系统、能源计量系统、中央控制器和操作台器组成，其中的中央控制器由西门子公司S7300可编程逻辑控制器构成，中央控制器和操作台以Profinet总线与顶枪高度控制系统、炉体倾动控制系统、顶枪流量控制系统、报警系统和能源计量系统数据连接，顶枪高度控制系统、炉体倾动控制系统、顶枪流量控制系统、报警系统和能源计量系统以Profibus现场总线与倾动变频器、升降变频器、拉绳传感器、光电编码器、氧气阀体控制仪表、氩气阀体控制仪表、八路闪光报警器、钢渣分析仪和气体积算仪数据连接，拉绳传感器的型号为HPS-M1-30-420，光电编码器的型号为GAS60 R13E10 SGB，升降变频器为西门子MM440变频器，操作台采用智能二次仪表用于显示和控制；管理层由于数据量大实时性高等特点，采用Profinet现场总线用于系统监控，能源计量等。

本实用新型的工作原理和过程是：

顶枪高度控制系统与钢渣分析仪联合使用，采用Profibus现场总线实现数据交换，钢渣分析仪首先分析AOD炉钢渣厚度，把钢渣厚度通过总线传递给S7300中央控制器，中央控制器根据钢渣厚度计算顶枪的理论高度值，顶枪的实际高度通过拉绳传感器测出，二者高度偏差做为中央控制器输入，通过比例积分微分控制算法把高度输出转换成频率输出，该频率信号用Profibus现场总线发送到升降变频器，最后升降变频器根据给定的频率信号控制三项鼠龙异步电机调节顶枪高度。

炉体倾动控制系统根据需要控制炉体倾动角度。在兑钢阶段，中央控制器根据内部数据库建立的数据给定炉体一个合适的倾动角度，现场通过GAS60R13E10 SGB高速、高精度光电编码器反馈实际倾动角度，二者偏差作为中央控制器给定，采用与顶枪高度相同的控制算法完成对倾动变频器的频率给定。出钢过程同兑钢。

顶枪流量控制系统根据预先设定的配方自动分时给定氩气与氧气流量。在冶炼过程中，氩气与氧气采用比值控制，既不同时间氩气与氧气的流量比值是不同的，各单独流量控制回路采用相同的串级控制，以氩气为例，首先中央控制器根据内部数据库设定氩气流量，现场通过涡街流量计测量管路实际流量，二者偏差作为串级控制主调节器输入，主调节器的输出开度信号作为副调节器的开度给定，副调节器根据现场阀门定位器反馈的开度信号与主调节器输出的开度给定信号二者偏差作为副调节器输入信号，副调节器输出开度信号给二次智能仪表，通过二次智能仪表控制阀门开度，最终实现流量的闭环控制。氧气的调节过程同氩气。

报警系统的功能是根据现场采集的数据信号进行分析指示故障的。当信号的实际值大于给定上限或小于给定下限时进行报警指示，同时控制电气回路完成电气连锁保护。主要的报警信号分系统故障与系统警告二种，故障信号有氧气入口压力高、氧气入口压力低、供水压力低、供水温度高、回水温度高；警告信号有供水温度低、氧气出口压力高、氩气入口压力低。

能源计量系统用于对系统整体能源消耗的计量。分为单炉能源计量与月能源计量两种。主要计量参数有单炉耗氧量积算，月耗氧量积算、单炉耗氩量积算和供水流量积算。

本实用新型的具体工作方式如下：