三．炼钢系统控制系统：例：1．已知条件：有一座40T 的转炉，铁水包车一辆，需要测钢水温度；铁水温度。

氧气控制系统：氧气流量：0～50m3/h DN50 压力：0～0.6Mpa温度:25℃ 需要流量调节控制。

氮气控制系统：氮气流量：0～50m3/h DN50 压力：0～0.6Mpa温度:25℃ 需要流量调节控制。

冷却水控制系统：冷却水流量：0～50t/h DN50 压力：0～0.6Mpa温度:25℃ 需要流量调节控制2．氧枪控制系统氧枪升降机构采用交流变频电机驱动，由交流变频器控制传动装置。

在传动装置中安装编码器。

根据工艺控制要求输出可频率信号，实现氧枪升降的无级调速控制， 动作曲线如图3．2．1所示。

在转炉生产过程中，氧枪位置的控制是关键， 本系统的氧枪升降有手动和自动两种控制方式。

手动 方式主要用于氧枪在等待点（H 1）以上控制，自动方 式主要用于氧枪在等待点以下的运行控制。

在自动方 式下，氧枪在不吹炼时总处于H 1点，需吹炼时，按 下下枪按钮，氧枪由H 1点快速下降，至开氧点H 2时， 编码器将信号传送到计算机，计算机送出开氧信号，同时转入（自动位置控制）控制，即随着氧枪高度与液面间隙值的减少，不断降 低下降速度，最后准确地停在设定的位置开始吹炼，然后进入枪位曲线控制程序，根据吹氧时间，自动调 氧枪上升曲线（3．1） 整枪位，操作人员也可以根据需要进行手动干预、调整枪位。

当吹炼终止提枪信号发出后，氧枪提升至关氧位置送出关氧信号，至基准点时进行枪位校正（自动动态进行），至等待点氧枪停止，完成一次吹炼。

氧枪的位置是通过安装在氧枪传动装置上的光电脉冲发生器检测后送入计算机的脉冲信号输入卡，经CPU 处理后，将脉冲数转换成氧枪高度显示在主控室CRT 上和操作台LED 数显器上，供操作人员监控。

为了保证吹炼过程连续进行，每座转炉配有两支氧枪，位于炉心位置的称为工作枪，位于备用位置的称为备用枪。

当工作枪在吹炼过程中发生故障，无法吹炼时，可通过按下自动换枪按钮进行自动换枪。

氮气与氧气是互换系统；开氧时停氮，开氮时停氧。

即能计算机自动控制，又能在操作室进行手动操作。

HH 0(最高点) H C (激光点)H 1(等待点) H 2（开氧点） H 3（吹氧点）H B (基准点)APCV(液面)下降上升3．转炉控制系统：见图3．2。

转炉冷却水控制系统见图例3．3。

,.转炉系统氧气、氮气系统检测流程图图3.2转炉系统冷却水系统检测流程图图3.3图中氧气流量调节回路的流量检测系统是带压力温度补偿系统,流量．（流量采用一体化孔板流量计，或涡街流量计）压力（压力采用压力变送器）．温度（温度采用铂热电阻）检测点都是防爆系统，需要加检测端安全栅；调节阀采用防爆型调节阀，需要加操作端安全栅。

图中氮气流量调节回路的流量检测系统是带压力温度补偿系统；（流量采用一体化孔板流量计，或涡街流量计）压力（压力采用压力变送器）．温度（温度采用铂热电阻）调节阀采用普通型调节阀。

具体型号请参考设备清单：冷却水控制系统：冷却水流量调节系统；流量采用电磁流量计测量流量，调节阀采用普通电子式调节阀。

4．汽化冷却系统：见图3．4。

汽化冷却系统检测流程图图3.4图中液位LT-103是用压力变送器测量液位；一是比液位变送器便宜，二是稳定性好。

图中汽包液位LT－101、LT－102用差压变送器测量液位；选用带自动调节负偏差（零点负偏差移。

测量汽包液位注意安装时加冷凝器。

三阀组。

两台差压变送器最好安装在同一高度上。

图中FT－101蒸汽流量检测采用涡街流量计测量，并带温度压力补偿系统。

涡街流量计安装一般安装在直管段前15后的位置上。

图中FT－102冷却水流量采用电磁流量计测量（内衬采用聚四氟）电压用250V。

（因工厂电源电压不稳定，忽高忽低。

）电磁流量计安装一般安装在直管段5后3的位置上。

250mm 150mmDN50电磁流量计图中FVC－102流量调节采用电子式调节阀进行流量调节。

图中LIC－102是流量调器或者用控制器进行编程。

模拟量是四进两出，是典型的三冲量控制系统。

汽化冷却系统中，汽包液位控制是汽化冷却系统中的关键。

在炼钢系统中汽包水位控制是极其重要的。

它关系到汽包安全运行。

如果水位过高，会影响汽水分离的效果；若水分带入过热器，将引起管壁结水垢，严重的还会使用汽设备发生故障。

而水位过低，则会破坏汽水循环，最严重的情况会使汽包发生爆炸。

同时汽包产生蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小，液位的时间常数很小，若给水不及时，数十秒之内就可能达到危险水位，所以汽包水位控制有着特别重要的意义。

汽包给水自动控制的任务，就是控制给水流量，使其适应蒸发量的变化。

蒸汽流量是可以根据需要变化的。

只要调节好给水流量，就能使汽包水位维持在某一合适的水位上。

在大、中型锅炉给水控制系统中，三冲量控制系统应用很广。

除这三个主控制信号，还需要加一些保证安全运行，给水流量能按需要变化的措施，所以控制系统就显得特别复杂。

下面讨论三冲量控制，见图3．5。

和利用计算机系统或仪表控制系统实现的情况。

图3．5给水控制对象结构给水对象如图3．5所示。

给水流量Qw和蒸汽流量Qs是影响水位（L）变化的两个主要扰动。

当给水压力波动时给水流量亦发生相应变化，这将引起水位变化。

简单的给水控制只引进水位信号组成单冲量控制系统。

单冲量控制系统不能克服虚假水位对水位控制的不良影响。

当蒸汽流量大幅度增加时，由于假水位上升，调节器输出信号不但不去开大调节阀增加给水流量，以维持水位，反而去关小调节阀，减少给水量，使水迅速下降。

把蒸汽流量的信号引入控制系统，就基本上克服了虚假水位对控制的不良影响。

因为蒸汽流量增加时，会使水位波动，但由于蒸汽流量增加，直接增加给水量。

因此可以说蒸汽流量信号的变化，超前于水位的变化。

蒸汽流量参与控制是在水位还未出现变化前使调节阀动作，从而达到减少水位波动的目地，由此得名叫前馈控制。

这时水位控制系统成为双冲量控制。

在汽化锅炉中经常采用这种控制策略。

由于给水管道中的给水压力经常要波动，虽然给水流量已经控制，但由于阀前压力波动，也会引起水位波动。

通常情况下采用压力补偿给水位的控制策略。

这样在控制系统中，除水位信号，蒸汽流量信号外，还有给水流量信号。

在给水管道中加流量检测装置，用它测量测量给水流量，这样水位控制系统就成为三冲量的控制系统。

控制方框图见图3．6。

系统功能图见图3．7（用仪表完成三冲量控制）。

计算机组态图见图3．8图3．6中蒸气流量检测采作一体化流量孔板流量计或涡街流量计,并带压力、温度补偿。

图3．6中补水流量检测采用电磁流量计测量，要求电磁流量计内衬采用聚四氟乙烯。

图3．6中汽包液位检测采用EJA智能型差压变送器或罗斯蒙特差压变送器。

要求带负迁移；汽包水位测量范围在－600mmH2O到＋600mmH2O。

正常控制在0．0mmH2O之间。

调节阀采用电子式调节阀调节给水流量精度。

（调节阀采用进口或合资例如：无锡精工；吴忠仪表厂；及私企瑞安球精仪表厂）图3．6三冲量水位控制系统方框图在控制系统中一般检测元件及传感器都是都是在反馈回路中，调节阀和控制对象在主回路中。

控制器在主回路中；控制器有几种方式：一是用仪表实现控制器的功能；二是PLC 系统中的控制调节单元；三是DCS系统实现控制；四是计算机系统实现控制调节系统。

图3．7三冲量水位仪表控制调节系统图图3．7是汽包液位三冲量液位仪表控制调节系统：其中压力变送器、涡街流量计、热电阻是安装在现场；液位变送器、电磁流量计、电子式调节阀也安装在现场。

测量蒸汽流量时注意要加压力、温度补偿系统；要求蒸汽流量在控制室仪表盘上显示，并参与调节控制。

图3．7中FIQ－101PI－101TI－101都是二次表；安装在仪表上。

压力变送器、涡街流量计都是两线制：供电24V，接收4~20mA信号；因此，要求二次仪表具备本身供电220V~同时提供给变送器24V直流电压，接收4~20mA信号；流量积算仪即要接收流量信号；还要接收压力信号和热电阻信号。

涡街流量计现场安装要求工艺留出管径的前15D后5D的安装位置。

测量汽包液位的差压变送器也是两线制。

测量供水流量的电磁流量计是四线制：220V~供电，接收4~20mA信号；二次表具备本身供电220V~接收4~20mA信号的流量积算仪。

LIC－102是三冲量调节用的控制器：有4入2出的4~20mA信号功能。

是霍尼韦尔公司的630系列。

同时输入蒸汽流量信号、补水流量信号、汽包液位信号2组；输出调节阀信号。

5．控制要求：1）要求计算机画面显示控制动态状态；报警画面。

随时监视各台泵的工作情况及流量、压力、温度、液位状态。

并进行打印及报表。

监视氧枪高度及下枪情况。

2）机旁控制；控制室控制。

6．设计思想：1)首先要向水道工艺提出资料：要泵的参数；水管的管径、流量、压力、温度。

向工艺专业提出资料：要氧枪行程；电机功率、向电力提出资料：用电量、负荷、电压等级、380V、220V、电流（A）控制室照明向土建提出资料：控制室的面积、开孔地点、尺寸、电缆沟的位置、预埋件。

仪表井位置。

2)先画检测流程图：见图3．2；3．3；3．4将各检测点在系统中标出，并标出管径，流量，压力，温度，液位进机点。

从各专业所提出的资料中可以看出所要的参数。

2)统计输入输出点数,并写入点号表中:见图图3.2输入输出点号表3)画计算机系统配置图:见图3．9 方案一见图3．10 方案二图3.9转炉系统计算机系统配置图(方案一)图3.10转炉系统计算机系统配置图(方案二)方案一，方案二看配置没有太大的变化，实际上并不一样。

方案一设计更趋于合理一些，而且价格便宜，性能较好。

从设计清单中可以看出差4万元左右。

方案一用两家产品。

开关量部分用SIMZ产品；模拟量部分用SIX或泓格产品。

SIX；与泓格产品都是将PC嵌入到控制器中，多省一台PC机。

也是世界发展方向。

方案二用SIMZ产品；但SIMZ产品有点缺陷，热电阻模块爱坏，模拟量输入输出模块又价格太高；通过网络通讯超过50m信号太弱。

注意：在选用PLC系统中，不要过分相信厂家的产品说明书,他说能用户1000个点,但实际上用300~4005)画氧枪系统电气系统原理图:见图3.11图3.11氧枪系统电气控制系统原理图分机旁控制和计算机控制.6)设计选型:压力：选E＋H压力变送器425系列智能变送器。

选罗斯蒙特1751系列压力智能变送器。

选EJA系列智能压力变送器。

温度：铂热电阻WZP230系列钢水测温仪KZ300GB系列采用北京科海龙华工业自动化仪器有限公司。

流量：选上海光华·爱而美特电磁流量计IFM4080系列。

液位：池子选用导压式液位变送器；水箱选用压力变送器测液位。