摘#8195;要本文簡要介紹了電爐二級系統(tǒng)功能，電爐二級是一個過程管理系統(tǒng)，用以控制、監(jiān)視、優(yōu)化電弧爐的生產過程，貫穿從生產計劃到出鋼水的各個階段。

關鍵詞電爐二級控制功能

中圖分類號TM571文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2012)041-0108-01

生產過程中，電弧爐二級系統(tǒng)在線采集實時數(shù)據(jù)，并顯示到監(jiān)視屏幕，各種二級模型為電弧爐各階段的生產提供在線支持。重要數(shù)據(jù)都保存在數(shù)據(jù)庫中，有些數(shù)據(jù)將通過打印機打印出來保存。各時間段的統(tǒng)計報表，有助于提高生產效率，而且還有助于優(yōu)化電弧爐的生產力。

1電爐自動化系統(tǒng)的功能模塊

1）電爐生產控制。生產控制是電爐二級的核心功能，可以為操作工提供爐內的熱工圖，操作工可以通過圖形化的人機界面干預生產。生產控制同時也為二級模型和程序提供詳細的跟蹤

信息。

2）生產計劃數(shù)據(jù)的處理。生產計劃是加熱熔鋼的基礎，生產計劃為不同鋼種指定加熱規(guī)則，包括電爐中熱序列號、鋼種和計劃的生產時間。生產計劃在產品計劃系統(tǒng)中實現(xiàn)（生產計劃系統(tǒng)PPS PRODUCTION PLANNING SYSTEM，在三級實現(xiàn)），生產計劃系統(tǒng)（三級）下發(fā)生產計劃（冶煉計劃表），包含冶煉表和指定的生產序列（爐號），給二級系統(tǒng)下發(fā)1天到2天的生產計劃，即使一次下發(fā)出現(xiàn)故障，也可以在二級系統(tǒng)導入或是更新。

3）爐次準備。在電爐開始冶煉前，有充分的時間準備，料斗裝好冶煉原料。出于冶煉的目的，從生產計劃中選取冶煉命令，并自動分配爐號，爐號的生成依據(jù)生產指令，從冶煉開始一直保持到冶煉結束。有效的廢鋼類型，在二級必須是已經存在的。由二級模型完成出鋼時目標重量、化學成分、溫度的計算。

4）冶煉過程。當?shù)谝欢吩涎b入電爐的時候，即開始了冶煉過程的生產指導。這個過程的實現(xiàn)在二級系統(tǒng)中有相應的操作對話框。在整個冶煉過程中，二級系統(tǒng)提供以下功能：周期性的接收來自一級系統(tǒng)、實驗室分析和操作工輸入的實時數(shù)據(jù)。將相關數(shù)據(jù)存儲在冶煉數(shù)據(jù)庫中確定當前的過程數(shù)據(jù)，指出操作工需要執(zhí)行的動作，提示報警和出錯信息。根據(jù)不同的冶煉階段，和模型處理結果數(shù)據(jù)，啟動相應的模型。

5）廢鋼裝鋼。原料從料斗中裝入電爐以后，裝料的相關數(shù)據(jù)分配到相應的冶煉階段。電爐中的實際物料信息，根據(jù)裝入的原料進行更新裝料完成后，二級系統(tǒng)依據(jù)分配的冶煉曲線圖形，執(zhí)行生產控制。完成裝料后，將從熔煉階段進入冶煉階段。

6）冶煉模型處理。冶煉曲線圖形在標準形式下，為不同電爐生產過程設置的指令。冶煉曲線圖形在冶金學參數(shù)數(shù)據(jù)庫中進行 組合。為計劃的鋼種，指定用于冶煉的冶煉曲線圖形。

計劃的冶煉曲線圖形和過程計劃將顯示在圖形界面上，熔煉過程中，應用的冶煉曲線圖形會顯示給操作工。并且顯示出執(zhí)行下一步所剩余時間。

7）燒嘴加熱。燒嘴加熱計劃指定煤氣或其它燃料的流量，以及各階段的噴氧量，爐膛計劃依據(jù)鋼種和冶金學數(shù)據(jù)庫中的組合。冶煉的時候，接收選擇固定的加熱計劃，并且發(fā)送給一級執(zhí)行。在計劃中定義以下燃燒器事件每一爐各階段的不同煤氣/燃料的射入量。

8）熱量管理。在整個冶煉和精煉過程中，都要進行熱量管理。由加熱模型完成（詳見：過程模型章節(jié)）。加熱模型考慮熱能的注入和熱損，也統(tǒng)計裝入料的性質。通過循環(huán)模型計算可以獲取，整個電爐處理的熱量情況。

9）出鋼。一旦達到了目標鋼水溫度，就準備出鋼，在出鋼前，加入合金的計算就開始，加入合金料量的計算，基于實驗室數(shù)據(jù)的計算和分析，由模型完成。當操作工確定計算值以后，以下出鋼合金量設定值，會發(fā)送給一級。加入合金的類型，加入合金的重量，合金的實際加入量會由一級反饋給二級，冶煉由操作工通過出鋼對話框，確定或修改最終的電爐數(shù)據(jù)，來關閉冶煉。

2數(shù)據(jù)管理

1）實際值數(shù)據(jù)庫。二級系統(tǒng)實時接收來自一級的循環(huán)生產數(shù)據(jù)和事件。此外，接收來自實驗室的分析數(shù)據(jù)，以及收集操作工手動輸入的數(shù)據(jù)。針對每一爐冶煉，冶煉數(shù)據(jù)的設定，在冶煉開始對話框和出鋼末尾關閉對話框之間被創(chuàng)建。冶煉報表由冶煉存儲區(qū)域進行創(chuàng)建。

2）指導數(shù)據(jù)庫。離線的冶金學指導數(shù)據(jù)庫，包括為生產的冶金學指導數(shù)據(jù)庫。生產不同鋼種的數(shù)據(jù)設定，由三級系統(tǒng)或是結合二級系統(tǒng)，通過冶金學指導數(shù)據(jù)和經驗數(shù)據(jù)共同完成設定。

3）過程模型。電爐自動化關于質量的主要目的是達到生產計劃的要求。出于這個目的，熔化過程的冶金學模型，由提供商基于物理、化學和熱力學關系開發(fā)出來 ?；趶U鋼原料的、鐵水的和DRI輸入的電爐生產過程，可以使用模型，過程控制的基礎要素包括：質量平衡，冶煉熱平衡，執(zhí)行過程監(jiān)控模型，使內部計算同步于過程，監(jiān)控模型監(jiān)視工藝處理過程的狀態(tài)，確定各個處理階段的轉換，提供操作指導，向一級自動化發(fā)送設定值，啟動各種作業(yè)，并在需要時啟動計算模型。

3結束語

SIEMENS VAI的電爐二級系統(tǒng)內部，提供最大程度的數(shù)據(jù)耦合，以最大程度的減少操作工的數(shù)據(jù)輸入量。

參考文獻

[1]邱紹岐.電爐煉鋼原理及工藝[M].冶金工業(yè)出版社，1996.

[2]俞海明.電爐鋼水的爐外精煉技術[M].冶金工業(yè)出版社，2010.

[3]王維.電爐煉鋼460問[M].化學工業(yè)出版社，2008.

作者簡介

畢研磊（1982—），男，畢業(yè)于青島科技大學，助工，研究方向：交直流傳動與自動控制系統(tǒng)設計。