内蒙古科技大学
过程控制课程设计说明书
题目：高炉上料控制系统
学生姓名：吴连成
学号：0867112209
专业：测控技术与仪器
班级：2
指导教师：李刚
第一章课程设计的要求和目的
1 综述
工业高炉是工业生产的重要设备。
高炉上料是炼铁高炉系统中最重要的一环，及时、准确的配料、上料是保证高炉产量和产品质量的前提。
根据现代化高炉的要求，上料控制系统需要实现自动上料及上料数据的报表打印，体现系统稳定性、先进性和经济实用性，因此从设计的初级阶段到完成应用阶段，需要一直采用先进的控制方案和硬件控制系统，才能最终完成了这一重要的系统。
上料控制系统需要实现自动上料及上料数据的报表打印，体现系统稳定性、先进性和经济实用性。
配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件，所谓配料就是根据高炉对原燃料的产品质量要求及原料的化学性质，将各种原料、溶剂、燃料、代用品及时返矿等按一定比例进行配加的工序。
配料的目的是根据炼铁过程的要求，将各种不同的含铁原料、溶剂和燃料进行准确的配料，以获得较高的生产率和性能稳定的优质铁水，符合高炉冶炼生产的要求。
1.1设计要求
（1）能够满足高炉上料控制系统要求的自动，手动的控制能力。
（2）能够根据实际情况进行自动的校正。
1.2设计的目的意义
高炉是钢铁行业的核心生产流程，而配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件。
我们将从高炉的配料系统开始，陆续探讨钢铁行业的整个流程中各生产环节的监控原理及实施细节。
高炉上料是炼铁高炉系统中最重要的一环，及时、准确的配料、上料是保证高炉产量和产品质量的前提。
第二章高炉上料系统的结构与工作原理
一、配料：
配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件，所谓配料就是根据高炉对原燃料的产品质量要求及原料的化学性质，将各种原料、溶剂、燃料、代用品及时返矿等按一定比例进行配加的工序。
配料的目的是根据炼铁过程的要求，将各种不同的含铁原料、溶剂和燃料进行准确的配料，以获得较高的生产率和性能稳定的优质铁水，符合高炉冶炼生产的要求。
容积配料法是利用物料的堆比重，通过给料设备对物料容积进行控制，达到配加料所要求的添加比例的一种方法。
此法优点是设备简单，操作方便。
其缺点是物料的堆比重受物料水分、成分、粒度等影响。
所以，尽管闸门开口大小不变，若上述性质改变时，其给料量往往不同，造成配料误差。
，化学成分配料是一种目前最为理想的配料方法，它采用先进的在线检测技术，随时测出原料混合料成分并输入微机进行分析、判断、调整，获得最理想的原料配比。
二、上料设备
高炉上料主要有上料小车和上料皮带两种方式；由于小车的上料能力有限，大型高炉一般使用上料皮带的方式上料。
下面简单谈一下上料小车和上料皮带的优缺点：
上料小车：
优点：适合料仓与高炉距离较近，占地面积小，节省厂区面积，适于中小型高炉；
缺点：上料能力有限，
上料大皮带：
优点：适合料仓与高炉距离较远，能连续供料，适于大型高炉；
缺点：占地面积较大，
第三章高炉上料调节系统
4 高炉上料控制系统原理
主卷扬变频系统主控原理如图1示。
本系统采用2台变频器，一用一备(互为备用)，通过选择开关切换。
图1 主卷扬变频控制原理图
系统可实现手动、自动操作，加速信号(多段频率设定)可由总控plc控制，也可由主令实现。
系统设有过流、过载、松绳、超极等多种保护功能，一旦系统保护，变频停机，抱闸电机失电紧急抱闸。
5 高炉上料控制系统被控对象的环节划分
6 控制方案
1、炉顶设备的控制。
1.1炉顶设备
炉顶设备包括移动斗，左、右上密封阀，左、右放散阀，左、右均压阀，左、右料流阀，左、右下密封阀，布料器，左、右探尺。
1.2炉顶控制
如料罐中的放射料位计发出空信号，移动斗在左侧，则炉顶允许车上行，放散打开，延时适当的时间上密封阀打开。
车到顶后，检测料罐是否满，不满则接着往左罐拉料，否则关闭左边上密封阀、放散，移动斗到右边，往右边拉料。
如左料罐中的放射料位计发出满信号且探尺到设定料线，允许左罐布料，探尺提到顶部，布料器放到第1个设定角度，此时开均压，等到料罐压力大于等于炉内压力时开下密封阀，关均压阀，料流阀开到设定角度，布料器旋转。
此时布料开始，按照布料程序进行布料。
等布完料后布料器抬到顶部，停止旋转，料流阀关，下密封阀关，允许放探尺。
右罐也是如此，工作时左右罐只能有一个布料，不能冲突。
1.3炉顶布料过程
2、主卷扬控制。
采用双料车上料，直流变频驱动，卷扬机有自动与手动两种操作方式，自动控制设施设在炉顶槽下电气室，卷扬机操作室设有
手动操作台。
卷扬机与槽下供料及炉顶装料设备，按程序自动控制并安全连锁，形成高炉上料自动控制系统。
3、槽下设备的控制
3．1槽下设备
3.2槽下设备控制
槽下为左右两侧焦矿槽供料，对称分布，一旦一侧有问题，可以单侧上料。
烧结矿槽12个（含球团），每侧6个。
焦炭槽6个，每侧3个。
烧结矿采用分散筛分，分散称量的方式。
焦炭则采用分散筛分，集中称量。
烧结矿通过振动给料机和振动筛筛分后，筛上合格的烧结矿（>5mm）进入烧结矿称量斗称量，接到指令后打开闸门卸料，由供矿皮带机运至料坑集中称量斗，然后装入料车。
槽下共13台皮带机，其中4条碎焦皮带，2条运焦皮带，2条运矿皮带，3条碎矿皮带，2条二级筛皮带。
7 系统硬件配置。