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 一、 概述
    今年煉鋼廠對1#、2#轉爐進行了轉爐自動化改造，由于調試過程中各種條件所限，只實現了部分設備的自動控制，而在生產過程中又要求不斷增加自動控制的內容，以實現真正意義上的轉爐自動化。因此，我們對部分系統進行了修改。本文主要講述了公用系統自動控制的原理及改進措施等。
二、 公用系統自動控制概況
    此次轉爐自動化改造基礎自動化部分分為幾個系統：復吹系統、上料系統、公用系統、汽化系統、鐵合金系統、一、二次除塵系統等。公用系統主要包括軟水站、除氧器、蓄熱器三個部分。
1．工藝流程
    從電廠來的軟水經電動給水閥進入2個軟水箱中，當軟水箱中的水位低于1.45米時，PLC控制電動給水閥自動打開，高于1.70米時此閥自動關閉。軟水站有3個軟水泵，當除氧器中的水位低時，由主控室的操作工在工作站畫面上啟動一臺軟水泵，將軟水打到31米的2個除氧器中，除氧器的給水閥是氣動調節閥，由PLC進行PID調節。進水的同時,除氧器上的蒸汽調節閥也進行PID調節,將蒸汽通入除氧頭中進行除氧。當除氧器的水位達到一定高度時,操作工再手動停軟水泵，給水泵將除氧器的水供給3個轉爐的汽包使用。蓄熱器站有兩臺100m³和兩臺42 m³的蓄熱器,用來存貯轉爐煉鋼產生的蒸汽,通過高壓、低壓管網向外部輸送蒸汽,每個蓄熱器有一個蒸汽調節閥,自動調節到蒸汽管網中的蒸汽壓力。
2．PLC配置
    公用系統硬件配置如圖一所示。操作控制由工作站計算機來完成，基礎自動化由一臺PLC及其遠程站完成。
    公用系統PLC采用的是德國西門子公司S7系列產品，CPU為414-2 DP，以位運算為主，具有邏輯、順序、定時、計數和算術運算、PID控制、協調和通訊、操作和監視等功能。它的基本性能為：主內存128KB、內部RAM為8KB、具有8192個中間存儲位、256個定時器、256個計數器，可使用各種智能模板插件。
    公用系統主PLC帶有3個遠程站。站地址為7、8的遠程站位于11.9米電氣室內，主要負責實現除氧器部分的控制。站地址為4的遠程站位于零米軟水泵站，主要負責實現軟水箱和軟水泵的控制。站地址為5、6的遠程站位于零米蓄熱器站，主要負責實現蓄熱器的控制。其中（7）、（8）、（4）通過CPU上的DP接口用PRIFIBUS電纜連接，（5）、（6）通過接口模板CP443-5 EXT與主CPU相連。
    工作站分別位于1#爐、2#爐的主控室內，為了保證一級過程控制系統能穩定可靠的運行，系統中對幾臺工作站計算機采用了互為熱備的方式工作。任何一臺計算機出現故障時，其它機器均能正常工作，這樣就在很大程度上降低了對生產造成的影響。

圖一   公用系統硬件配置圖
 
    3．系統網絡通訊
    轉爐自動化控制系統的網絡通訊分為兩級：各系統PLC之間及PLC與工作站之間的通訊；各系統PLC與各自遠程站之間的通訊。PLC之間以及PLC與工作站之間的通訊是通過工業以太網來實現的，PLC通過主機架上的通訊模板CP443-1接入以太網，工作站計算機通過網卡接入以太網，PLC與遠程站之間的通訊是通過SINEC L2-DP網來實現的。
    各個系統的PLC及各工作站計算機都接入OSM上，3臺轉爐共用9個OSM，每個OSM上有6個插入口，OSM之間用光纜連接，并實現了環網連接，以降低鏈路上的故障率。網絡配置如圖二。
三、 存在的問題與改進方案
    1.由于軟水泵目前是操作工手動啟動，在吹煉過程中，操作工在監視主吹煉畫面的同時，需要不斷地翻看軟水泵的畫面來查看除氧器的水位是否保持在規定的范圍內，不但影響操作工的正常工作，而且由于是手動上水，經常將除氧器內的水上得過多，造成溢流，也容易產生誤操作，造成生產事故。
    基于以上原因，經過調研，我們決定將軟水泵至除氧器上水控制改為自動控制，在PLC上實現以下功能：1）三臺軟水泵的狀態選擇為：只有一臺選取“工作”方式，其它兩臺選取“備用”方式。2）當兩臺除氧器中的任一個水位低于1.4米時“工作”泵自動啟動，開始上水，當兩臺除氧器的水位都大于1.75米時，“工作”泵自動停止， 如果“工作”泵有故障，則“備用”泵將會自動啟動。
    2.除氧器的給水閥原設計采用的是氣動調節閥，執行PLC控制的PID調節程序，屬于連續的調節方式，通過實際運行發現，軟水泵無再循環系統，當除氧器水位達到設定高度時，調節閥要運行到“關閉”位置，這時，軟水泵將出現堵壓現象，將會造成輸出管路破裂，或
者造成軟水泵電機因過載而燒毀。根據除氧器的工藝要求，水位不需要保持在某一固定值，當除氧器水位達到上限值時，循環泵將停止運行，待水位下降至下限值時再重新啟動軟水泵給除氧器上水。
    根據上述原理，按工藝要求和實際控制需要，我們將兩臺除氧器水位調節閥程序改為分段式調節，即當除氧器水位在1.4-1.6米之間時,調節閥開度設定為50%，保證供水流量為45t/h；在1.6-1.7米之間時, 調節閥開度設定為40%，保證供水流量為30 t/h；在水位大于1.7米時，調節閥開度設定為30%，保證供水流量為25t/h。實現除氧器水位分段控制，不但能分別控制兩臺除氧器的水位平衡，流速平穩，也能使軟水泵達到最佳的工作狀態，保證設備安全正常運行。
四、結束語
    通過對轉爐進行自動化改造，大大降低了煉鋼成本，縮短了煉鋼時間，提高了鋼水的質量，為我廠實現自動化煉鋼奠定了堅實的基礎。同時，轉爐自動化改造也是一項長期的工作，還需要不斷地去完善各種控制功能，爭取實現真正意義上的轉爐煉鋼自動化。