熱風(fēng)爐數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn).pdf

1、熱風(fēng)爐是高爐生產(chǎn)過程中不可或缺的組成部分，為高爐生產(chǎn)提供所需的能量。熱風(fēng)所持續(xù)的時間以及溫度的高低直接關(guān)系到高爐煉鐵的效率。目前，國內(nèi)大多數(shù)的熱風(fēng)爐的燃燒控制使用的是基礎(chǔ)自動化設(shè)備，熱風(fēng)爐的燃燒過程主要依靠燒爐工人依溫度監(jiān)測等儀表的顯示，然后給合自身的經(jīng)驗來操作。這種方法明顯的弊端在于個人經(jīng)驗的不同使得燃燒時期的各個階段空氣和燃?xì)獾慕o定量也是不同的。同時由于擾動因素的存在，例如煤氣壓力和熱值的變化，很難及時地調(diào)節(jié)，而且過于頻繁的操作增加

2、勞動量。因此針對現(xiàn)在熱風(fēng)爐燃燒控制存在的問題，提出熱風(fēng)爐優(yōu)化控制系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實意義。
　　本文以某鋼廠6#高爐為研究對象，針對原DCS控制系統(tǒng)存在的一下問題：(1)控制系統(tǒng)本身存在的問題。原控制系統(tǒng)采用的是Honeywell的DCS控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的一大特點是擁有多個冗余系統(tǒng)，運行穩(wěn)定。但是由于本身控制網(wǎng)絡(luò)的特殊性，導(dǎo)致系統(tǒng)的互通性極差，基本上不能與外界其他設(shè)備進(jìn)行通信。(2)操作模式原始，效率低下。鋼廠6#高爐熱風(fēng)爐實現(xiàn)了自

3、動換爐的控制；在燃燒控制上實現(xiàn)了基本的煤氣和空氣流量的閉環(huán)控制式，但是在燃燒初期煤氣流量和初始空燃比的給定是依靠工人的經(jīng)驗，在燃燒過程中也是人工調(diào)節(jié)空氣流量。但是由于工人經(jīng)驗的豐富程度不一樣，個人的操作方法也不盡相同，導(dǎo)致調(diào)節(jié)效果并不理想；同時煤氣的壓力波動和熱值的不斷變化也給操作帶來非常大的麻煩。
　　本文通過搭建一個并行的優(yōu)化系統(tǒng)，提出基于OPC技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)平臺，將兩個系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議上進(jìn)行同構(gòu)。在通信接口方面，采用OPC技

4、術(shù)對兩個控制系統(tǒng)的通信接口進(jìn)行了統(tǒng)一，使優(yōu)化系統(tǒng)能直接讀取原系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，并能透明的訪問原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。在生產(chǎn)過程中，將通過優(yōu)化系統(tǒng)處理的變量和數(shù)據(jù)返回到原服務(wù)器中，使用服務(wù)器去控制和改變底層設(shè)備：煤氣流量的給定或空燃比的改變等。同時對于采集的歷史數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析的方式得出了每座熱風(fēng)爐的最佳空燃比區(qū)域，為下次的燒爐確定了空燃比的取值范圍。再通過對數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)了熱風(fēng)爐的燃燒調(diào)節(jié)規(guī)律，為優(yōu)化系統(tǒng)的決策器的設(shè)計提供了操作方式的基礎(chǔ)。最