刘福强　杜迁

摘要：随着社会科技水平的不断进步和发展，生产规模的持续扩大，自动过程技术越来越多的应用在生产中，为了更好增加生产、节约资源、降低成本，在生产中过程控制技术起到了关键性作用，基于此，本文结合过程控制和自动化技术的特性，对矿热炉自动化系统的控制要点进行研究和分析，已达到提升过程控制在矿热炉系统中的使用，提高产品效益的目的。

关键词：过程控制;矿热炉;

1引言

矿热炉称为电弧炉和电阻炉，2004年石横特钢集团新投入生产2台12500KVA半封闭式矿热炉，近年来由于国家对高耗能产业的严格控制和企业自身发展需要，半封闭式矿热炉逐渐被淘汰或升级改造，我公司通过自动化过程控制系统的升级改造和自控操作不断完善，真正让科技在实际应用中发挥作用。

2 过程控制及其自动化技术的概述

生产的过程控制可编程控制系统（PLC）为控制手段的控制方式进行系统设计和实际应用。自动控制系统主要是指工业生产过程中连续的按照一定设定参数进行完成生产过程的控制，主要五大类参数进行控制：液位或料位（L）、流量（F）、压力（P）、温度（T）、成分。

3 半封闭式矿热炉控制简介

矿热炉是通过35KV高压电输入给电炉变压器，变压器二次侧经过48根铜管、补偿器、铜瓦将大电流，低电压的电能作用在三相焙烧好的电极上，三相电极通过配比好的料批之间的导体进行发热融化，在炉体底部形成液体，每经过2小时对炉内液体进行一次出炉，达到稳定炉内液体平衡。

4 过程控制自动化措施的分析

4.1半封闭式炉控系统是通过人工操作三相电极的升降，来调节高压侧的三相电流平衡，已达到稳定炉况的目的，从实际应用来看，在设计时就出现问题，炉内物料变化的不确定导致人工操作时经常出现电流突变，易发过流现象，操作性能差，效率低，严重影响生产效率及电网、设备的安全运行。

4.2过程控制自动化系统主要是在变压器运行中对变压器油温、一次电流、二次电流，炉内温度等各项数据进行监控，达到相关参数设定值前调整电极的高低，当达到报警值設定时间仍不能恢复其设定值时，输出信号让高压控制系统自动切断电源。可有效提高监控效率，提高炉内电流的稳定和深度的安全。

4.3 过程控制系统在19世纪和20年代初期由于科技水平达不到，在工业中应用不够广泛，随着科技的不断提高，老旧设备及人工操作满足不了生产需要，急需对原设备进行自动化系统升级改造。

5过程控制自动化措施的应用

5.1 系统控制设计方案

5.2过程控制系统的方案应用

5.1.1 过程控制系统的设计

（1）被控量和控制目标、操作量的确定：在生产中选择其中和控制目标有着直接或间接的可以测量数据作控制的被控量。根据在实际生产过程中的安全、稳定性和综合经济价值的考虑，确定控制目标。在能可以操作的量中选择合适的操作量，但是其中的要求必须为在操作时操作变量必须能在最短时间内调节被控量。

（2）选择合适的仪器仪表：选择仪器仪表时可根据测量对象的类型进行选择，考虑经济性、可靠性、测量精度等方面。

（3）控制方案与控制算法：如果被控变量和操作变量大于1以上的时候，可以采用多输入多输控制;如不采取多路输出多路输入时也可以分解成几个单输入单输出再进行比较设计。对于单输入和单输出系统， PID控制算法都可以满足;而对于多输入多输出仅可以用于微机控制系统。

（4）系统的投用：控制系统各部分都进行安装调试完后，按照规定对相关参数运行情况进行检查，对不符合要求的控制参数进行调整，达到符合要求。

5.1.2 矿热炉控制系统工艺流程图及控制方框图

矿热炉控制系统工艺流程图

双回路闭环控制方框图

由方框图可以看出，被测控制对象由弧压变送器和弧流变送器传输至控制器中进行参数比较，当在参数设定范围内其输出正常运行值，当检测参数与设定参数出现差值时，控制器发出指令给控制阀来调整电极升降，从而改变电流、电压值，已达到安全运行目的。

6结语

过程控制系统在冶金行业越来越多的被实际应用，极大的改善了操作人员的工作环境和保障了设备的安全运行，矿热炉过程控制系统根据其复杂的工艺过程在运行过程中也存在部分无法解决的问题，如如何解决大电流输出过程中漏磁的检测。需要多方面来进行深入研究和探索，进而更好节约设备的运行效率。

参考文献：

[1] 过程控制系统 电子科技大学出版社 李实主编，2018

[2] 炼钢铁合金计算机智能控制系统 潘炼 冶金自动化 2004