1、 系统总述
按照转炉的工艺要求，转炉系统自动化基本包括如下部分：
l 转炉本体设备；
l 转炉散装料布料设备；
l 转炉汽化冷却设备；
l 转炉烟气净化设备；
l 转炉水系统设备；
2、 技术方案
转炉自动化控制系统采用PLC采用国际知名品牌产品与上位机组成、仪控、计算机控制的“三电”系统结构。PLC作为自动化控制系统的核心单元来完成数据采集、运算、信号处理等。上位机完成仪表参数监测和系统控制。电气设备运行状态、现场一次仪表采集用以太网进行通讯。炼钢自动化系统采用分布I/O方式，由两级通讯网络组成，一级为PROFINet网络，实现PLC与扩展机架、远程ET200M站、氧枪、倾动变频器之间的数据通讯，另一级为Ethernet网络实现PLC相互之间，PLC与计算机操作站（OS系统）之间，PLC与工程师站之间的数据交换和通讯。
转炉系统的控制主要包括：转炉倾动控制系统、氧枪升降控制系统、氧枪横移控制系统、散状料投料控制系统、汽化冷却系统、转炉烟气净化系统、散装料上料控制系统、风机房低压电气设备系统、转炉本体辅助电气控制系统等几大部分。以下将对各部分分别予以阐述。
1) 转炉倾动控制系统
转炉本体倾动采用变频调速器传动。系统中倾动交流传动装置采用一拖一方式，设四台变频器。具体传动控制方式采用PROFIBUS-DP网络通讯方式实现，保证倾动转炉四台电机的一主三从。变频器容量比配套电机容量大2-3倍以上。
变频器为倾动电机建立合理优化的数学控制模型。变频器的控制功能满足转炉工艺控制要求，自控系统能够实现变频器运行及故障检测功能，以保证生产的继续进行。
转炉倾动操作方式：
转炉的冶炼周期一般由以下的操作组成：
a) 转炉倾动至炉前，进行兑铁水和加废钢；
b) 转炉前倾至直立位置，吹氧，加熔剂（造渣料）；
c) 转炉前倾，测温取样；
d) 根据炉前化验结果，确定是否补吹；
e) 转炉后倾至出钢位出钢；
f) 溅渣护炉；
g) 转炉前倾侧出渣。
按工艺要求，转炉倾动系统的操作分两地控制，即主控室炉前操作台、炉后操作台。操作地点的选择开关安装在主控室操作台上。主控室操作台主要用于兑铁水及加废钢，测温取样，倒渣操作，炉后操作台主要用于出钢操作。各操作台上装有操作元件和状态指示灯，以完成所需的操作并指示系统设备的运行情况。
只有当全部条件符合时，PLC才会发出允许操作指令，此时操作倾动主令才有效：释放抱闸、倾动电机运行。当联锁条件出现故障时，PLC发出报警信号，同时断开抱闸得电回路，使抱闸抱死、倾动电机停止运行。两个操作台上还装有倾动急停按钮，生产中出现紧急故障时，操作人员按急停按钮可以快速切断倾动系统主回路电源，以保证生产安全。
倾动操作主令为多档位主令，通过它可以控制倾动电机的高速、低速旋转。
给倾动适合的速度控制，保证转炉倾翻在最快的反应下，启动、运转、制动时都平稳可靠、无冲击。
对未经PLC处理的速度曲线作3点处理：
加入死区保护，克服主令控制器产生零漂的影响。
加入最低速度给定，加快转炉的启动速度。
加入最高速度限幅，优化转炉运行的稳定性
2) 氧枪控制系统
氧枪系统由5部分组成，每一部分各自独立，又相互联系，构成一个完整的系统。
氧枪系统的构成：
l 氧枪横移装置
l 氧枪锁定装置
l 氧枪升降装置
l 氧枪气路部分
l 氧枪水路部分
氧枪有5种控制方式：SDM自动、CRT自动、CRT手动、机旁手动、紧急手动。
SDM自动方式是由计算机通过模型计算出氧枪位置设定值，并给出枪位控制表，由PLC发控制指令执行枪位表，对氧枪进行自动控制。
CRT自动方式是在主操作台CRT上，由操作人员通过键盘给出氧枪位置设定值（需设定液面高度值，枪位置设定值是指氧枪喷头与液面之间的间隙值），由PLC自动地完成控制操作。
CRT手动方式是操作人员在操作台CRT上，手动操作高/低速、提/降枪操作按钮，由PLC完成氧枪控制。
机旁手动方式，当调试或设备故障检修时可采用机旁手动方式。
紧急手动方式，在操作台上设有“紧急提枪”和“紧急停止”按钮，用于故障紧急处理。
自动方式受氧枪速度曲线控制，SDM自动、CRT自动方式时，氧枪升降速度根据速度曲线自动调整，CRT手动时，可在CRT上调整氧枪速度。
氧枪操作有吹炼和换枪两种。吹炼操作一般为SDM自动和CRT自动操作，只有在设备故障或出现不正常情况时采用CRT手动方式。在自动方式冶炼未投入运行前，使用CRT手动方式控制冶炼。换枪操作只在CRT手动和机旁手动有效。
氧枪控制系统共设两个操作地点，分别为转炉主控室操作(CRT及紧急操作台)、现场操作箱操作。主控室紧急操作台上设紧急提枪和非常停止按钮。各操作地点的设定操作权限：
a) 现场具有优先操作权，现场操作箱上设置操作权选择开关。
b) 氧枪系统控制同时只能有一个操作点具有操作权。
c) 在主控室操作台操作紧急提枪和非常停止按钮，不受操作地点和操作权的约束。
遵循“停止优先”的原则，即按下“非常停止”按钮，机械制动器投入，氧枪立即停止升降。
d)
设备运行中，不能进行操作地点选择。
 氧枪升降、横移动作动作灵活可靠，各部分电气设备联锁正常。各一次仪表检测正常，氧气、氮气、氮封、冷却水等各部分中各个电动、气动阀动作灵活，介质压力、温度、流量达到设计值为正常状态，可以进行操作。
事故状态如介质压力、温度、流量变换可以通过安全联锁装置自动提枪。氧枪钢丝绳防断可通过张力监测器来保护，如果钢丝绳真的断裂，可以通过机械的重力加速防坠落机构来保护，避免氧枪掉入炉内。在断电时，靠UPS电源将氧枪提出转炉。配套11kw事故电机，ups电源可自动充电，寿命15年以上。
换枪方式有两种，在主控室手动进行换枪操作，在机旁操作箱手动进行换枪操作。在何处换枪，应先在画面上选择，画面上有本地和远程两个按钮。
选择在主控室进行换枪（从画面上操作）：当1＃枪出现故障时，按下换枪按钮之后，1＃枪自动提升至换枪位,氧枪停止升降，然后进行换枪操作。首先按下对中装置解锁按钮，对中装置反转，到对中原位；然后由1#横移小车将1#枪移至原位作备用；同时，2#横移小车将2#枪由原位移至工作位，当2#枪到达工作位后，然后由对中装置正转将2＃枪锁定，换枪完毕。
选择手动方式进行换枪：首先将氧枪提升至换枪位，然后选择对哪个枪进行操作，然后的换枪操作过程和上述一样。
3) 散状料投料控制系统
散状料投料系统由高位料仓、振动给料机、汇总称量斗、汇总称量斗下气动插板阀及相关溜槽组成。
给料机的运行信号、阀门的动作信号和插板的位置信号均进入PLC系统。汇总称量料斗下安装有称重传感器，重量信号返回称重仪表，用于直观显示，并传送到PLC，参与集中控制。
a) 称量控制方式
工作方式描述
操作人员根据散状料的批次及转炉冶炼状况，在主控制室操作台上通过选择开关，分别实现以下两种工作方式。
----自动控制
根据工艺配料计算及转炉工况，由主控制室微机输入各种或单种散状料的加入设定重量，进行称重及入炉控制。
----手动控制
当需要手动时，由主控制室操作台按钮或用鼠标点击HMI的相应按钮分别实现各料的称量、汇总、入炉操作。
b) 称量过程 （以一种散状料为例）
l 自动方式：
输入散状料的设定值 -> 启动振动给料机> 当物料重达到设定值时，振动给料机自动停止-> 汇总称量斗下的气动阀启动打开，当散状料完全落入溜槽后，称量斗的称量显示应为“0.000”> 称量斗下的气动插板阀延时关闭>称量过程结束。
l 手动称量：
选择加料品种，手动对应的按钮，振动给料机振动下料，同时HMI和仪表显示物料重量，当达到预计重量时，松开按钮振动给料机停止工作。手动打开称量斗下的气动插板阀，散状料落入溜槽，称量过程结束。
4) 汽化冷却系统
在转炉的上部烟道处设置汽化冷却装置即余热锅炉，汽化系统的仪表信号分两路送出，一路信号进入PLC系统，另一路信号进入汽化仪表柜现场显示。在冶炼过程中，汽包液位能否保证处于安全范围，不仅直接影响到设备的安全和蒸汽的质量，还关系到转炉能否正常生产，转炉操作人员可以通过上位机实时监测汽包液位的变化；生产中当汽包液位降低到设定值以下时停止吹炼。
汽化系统主要仪表检测：
l 汽包压力、温度、液位
l 汽包补水流量
l 汽包补水压力
5) 转炉烟气净化系统
一次烟气除尘系统包括一文（溢流文氏管）、重力挡板式脱水器、二文（调径文氏管）、90°弯头脱水器、湿旋脱水器以及配套的冲洗供水、除尘供水装置。其风机房部分包括除尘风机、高压变频器、高压电机。
转炉吹炼过程中产生的烟气由除尘风机抽吸，经烟罩、汽化冷却烟道、一文、重力脱水器、二文、90度弯头脱水器、湿旋脱水器、除尘风机，进入放散烟囱放散。
一次除尘系统是连续运转的，只是在冶炼周期的不同阶段，其控制状态和设定值跟随调整变化。
一次除尘分为主厂房和风机房两个相关的工艺段，主厂房除尘烟道仪表检测点进入本体PLC系统，风机房仪表检测点进入风机房PLC系统进行检测。
6) 转炉本体辅助电气控制系统
钢包车、渣罐车控制分机旁操作和炉后操作，机旁箱上有机旁/炉后操作选择开关，炉下车不能在机旁箱和炉后操作台上同时操作。
7) 散装料上料系统
散装料上料分操作台与机旁箱两地控制，操作台有各设备运行指示灯，现场装有预示电铃。
8) 计算机系统
计算机系统包括工业计算机，PLC（可编程程序控制器）。计算机系统主要功能是参与转炉生产过程控制，提供生产控制画面，显示转炉本体、汽化、除尘烟道、散装料称量等仪表参数，显示、记录报警消息，报警参数设定，历史曲线，权限登录等。
转炉画面
氧枪画面
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