摘 要
采用siemens公司的wincc/s7-400开放式控制系统完成了莱钢银山前区1#80吨转炉生产线的转炉本体、汽化冷却、散状料上料、铁合金上料、循环水泵站、干法除尘、煤气回收等各子系统的控制功能；保证了转炉炼钢的安全性、快捷性，达到了较好的控制精度；采用顶底复吹、溅渣护炉、定温定氧、转炉平滑倾动、干法除尘等新工艺、新技术，节约了大量的电能和水资源，减少了环境污染。
关键词 转炉炼钢；自动控制系统；控制难点
1 引言
莱钢银山前区1#80吨转炉自动化控制系统包括转炉本体、汽化冷却、散状料上料、铁合金上料、循环水泵站、干法除尘、煤气回收总共七个子系统。每套子系统用一套simatic s7-400系列plc进行控制，plc与plc、plc与hmi之间采用工业以太网通讯，plc与现场分布式i/o、变频器之间采用profibus-dp总线进行通讯和控制。二级系统完成对转炉系统的管理任务，及时下达炼钢的计划和命令。
2 系统组成
2． 1 转炉控制概述
莱钢银山前区1#80吨转炉生产线设计能力为80万吨/年，其自动化控制水平的高低直接影响产品的质量。实现转炉的智能自动控制，对降低能耗，提高产品合格率，减轻工人的劳动强度具有重要作用。
炼钢生产线主要控制散状料、铁合金的称量和添加，转炉炉体的倾动、氧枪的升降、炼钢介质的应用，循环水的循环、冷却、净化，及炼钢烟气的吸收、冷却、除尘、加压储存。
散状料从地下受料仓到高位料仓称散状料上料系统；从高位料仓到汇总斗进入转炉，称散状料加料系统。每座转炉散状料加料系统共有10个高位料仓，每个贮料仓下配有一个振动给料机，该系统还有三个称量斗，两个汇总斗（带称量）。散状料重量由称量斗称量，散状料需要量可由计算机根据炼钢原料条件给出或人工设定。
当转炉氧枪下降、吹氧开始时，散状料加入第一批料信号，并进行第二坯料的称量；当吹氧量达到预设定氧量的（30-40%）时，作为第二批散状料的加入信号。按自动按钮，自动成批地加入各种散状原料。
铁合金上料共设高位料仓20个、称量斗6个。铁合金料经过烘烤后，根据设定值进行称量，铁合金料称量后根据生产情况加入转炉。
转炉本体主要通过炉体的倾动实现转炉的兑铁水、加废钢、出钢、出渣，氧枪升降、氧枪横移实现转炉吹氧炼钢、吹氮溅渣护炉，根据转炉倾动角度实现转炉倾动快速、慢速、正反转。实现转炉倾动的转矩自平衡功能、炼钢介质安全参数故障时的氧枪自动飞枪功能。
余热锅炉汽化冷却系统主要控制蓄热器补水阀、低压强制循环泵、中压强制循环泵、除氧水箱紧急放水阀、加药泵、溶液搅拌器等设备。实现转炉炼钢水介质的循环、冷却、净化功能。
循环水实现整个转炉区域、连铸区域的循环水供应。
干法除尘控制主要根据转炉冶炼情况，调节风机的转速，调节转炉烟尘的吸入量，调节水阀控制蒸发冷却器的温度，控制静电除尘器静电除尘，控制粗灰输送系统、细灰输送系统，煤气冷却器冷却回收后的煤气；通过控制煤气加压机连锁运行，控制加压机前后调节阀，实现煤气的加压储存，满足煤气吸收和供气的生产要求。
2．2 系统组成：
系统硬件配置采用siemens公司的wincc/s7-400控制系统。该控制系统是建立在s7-400控制器、pentium ⅳ工控机平台之上的开放式系统；s7-400是模块化大型plc系统，采用标准的以太网通讯。dell工控机采用主频为2.5ghz的pentiumⅳcpu，512mb sdram 内存，80gb ultrascsi 接口硬盘。 s7-400控制器和工控机采用以太网通讯，通讯速率为100mbps，使用多模光纤连接。
转炉本体、汽化冷却、散状料上料、铁合金上料、循环水泵站、干法除尘、煤气回收七个站（每个站包括电源模块、1个cpu、1个cp443通讯接口模块和数量不等的模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出模块）采用工业以太环网通讯,客户机和冗余服务器结构,共有两台服务器,11台客户机,8台变频器，变频器与控制器采用profibus-dp通讯。(如图1)
3 自动控制系统控制方式和控制难点：
3.1 工程师站
基于simatic step7编程软件的工程师站，完成7个plc站系统的硬件组态、地址和站址的分配以及用户程序的设计开发和调试工作。程序设计采用模块化、结构化编程，应用ob、fc、fb块和相关数据块db组成整个控制系统，并且在软件设计中采用了抗干扰措施。
3.2 操作员站
操作员站作为整个系统的人机界面，采用通用工业pc，配置simatic wincc画面组态监控软件，通过以太网实现对现场设备的过程监控。wincc能实现过程数据动态显示、参数设定、操作控制等功能，并具有过程信息归档、报警信
