本文僅介紹自控系統的構成、主要功能及特點。

　　1系統硬件構成

　　基礎自動化系統由西門子S5-135U PLC和OS-B41 COROS操作站，通過H1總線組成分布式控制系統。LTS1配有4臺PLC和3臺操作站，LTS2配有3臺PLC和3臺操作站。每臺PLC負責完成本身承擔的設備控制功能，而操作站全部是主站，每個站都能完成其他站的全部功能，互為備用。

　　2PLC承擔的主要功能

　　(1)LHF PLC主要功能：氬氣攪拌控制；鋼包運輸車控制；測溫取樣操作控制；變壓器操作監視；高壓設備操作監視；液壓設備操作監視；冷卻水監控。

　　(2)VD PLC主要功能：氬氣攪拌控制；VD蓋車運動控制；真空泵系統操作控制；測溫取樣操作控制；喂絲操作控制；可移動彎頭小車控制；冷卻水監控。

　　(3)合金／熔劑添加系統PLC主要功能：上料系統操作控制；加料系統操作控制；真空料斗動作控制；除塵系統聯鎖控制。

　　(4)TS PLC主要功能：氬氣攪拌控制；喂絲機操作控制；TS蓋車操作控制；扒渣機操作控制；測溫取樣操作控制。

　　(5)電極調節PLC主要功能：電極控制。

　　3通信模塊的應用

　　基礎自動化局域網采用SINEC H1總線結構，每臺PLC配置一塊CP143模塊，操作站和編程器配置一塊CP1413模塊，這些模塊通過單口或雙口收發器上網。指定一臺PLC收集H1網上與二級計算機有關信息，通過CP544模塊與二級計算機通信。考慮到串行通信速率低，為避免瓶頸現象發生，CP544的一個通道專管發送，另一通道專管接收。此外，應用專用模塊實現對philips稱重儀、高位料倉料位計、喂絲機PLC和測溫定氧儀的通信。所有這些串行通信的應用，增加了系統數據傳送的******性，節約了大量信號電纜。

　　4系統設備和控制特點

　　LHF系統

　　80t鋼包加熱爐采用二臺鋼包車離線式布置，鋼包車用變頻調速電機驅動，控制精度±20mm。

　　電極直徑Φ400mm，節圓直徑Φ700mm，電極行程3000mm，調整速度80mm/s。3個電極固定在電極立柱的一個電極臂上，通過電極立柱一起升降(簡稱單立柱)，整個結構緊湊、堅固，占用空間小，電極調節容易。電極調節選用ET公司產品ET-DEC-921數字式阻抗調節器(由S5-135U PLC控制)，由于是單立柱調節，實際電流選擇三電極電流的平均值(也可以選擇***小電流值)進行控制。二次電壓設定由二級計算機給出，也可由人工設定。阻抗調節器(采用PID算法)輸出信號送至電液比例閥，控制電極升降。

　　變壓器選用德國SGB公司的14MVA變壓器，初級35kV，次級200～300V，10抽頭有載調壓，可過載20% 2h，******二次電流39kA，鋼水升溫速度4℃／min。大電流用德國ET公司的ROGOWSKI線圈檢測，將線圈直接安裝在變壓器次級輸出母線管上。當電流在6A以下，線圈感應電壓是45mV／A；在7.5～100kA時，線圈感應電壓是從270mV開始，以36mV/kA呈線性關系上升，測量精度足夠高。感應電壓通過變送器轉換成標準信號送入PLC，作為實際電流測量值參與調節。

　　為了降低電網諧波量，改善35kV母線的功率因數，系統配備了諧波補償電路。

　　2）VD系統

　　本系統用一套真空泵系統對兩個真空罐位，即雙工位。除可移動蓋車外，增加可移動彎頭小車、喂絲機和測溫取樣槍小車、旋轉皮帶等設備，以滿足雙工位的工藝要求。真空抽氣系統由4級5個泵(蒸汽噴射泵和增壓泵)組成，抽氣能力在67Pa時抽20℃的空氣能力為250kg/h，極限真空度為20～30Pa。從大氣壓到中等真空度抽氣由蒸汽噴射泵提供，到達低真空度抽氣由增壓泵提供，為縮短啟動時間增加了啟動泵，整個過程由PLC順序控制。蒸汽噴射泵和增壓泵所用蒸汽在噴霧冷凝器中冷卻，冷卻水流入地下密封水箱。當檢測真空壓力小于40kPa時，啟動PID調節器調節旁通閥門開度，控制抽力使真空度按設定梯度下降，以防止鋼水劇烈反應溢出。當真空壓力小于4kPa時，關閉PID。

　　3）底吹氬氣流量控制

　　氬氣流量控制選用德國Rosemowrt Salas公司的5863型質量流量計。該流量計既能檢測流量，又能對流量進行PID控制，PID控制設定值由操作人員根據鋼種在操作站屏幕上用鍵盤設置。工藝要求在鋼包底部使用兩塊透氣磚，采用兩路大流量氬氣攪拌深脫硫，PLC根據吹氬總量平均分配給兩路氬氣流量控制儀，由于透氣磚易堵，PID的設定值被設計成當一路流量逐漸減少時，另一路流量逐漸增加，吹氬總量不變。

　　二級計算機系統

　　1系統構成

　　主機選用DEC公司ALPHA AXP DEC 3000／600S小型機，服務器選用INFO-SERVER1000，該系統以光纜集線器DEC hub90為中心組成星形通信網絡系統。

　　系統主要軟件有：

　　OPEN VMS／HANZI V6.0操作系統；

　　在OPEN VMS AXP環境下的系統管理軟件MSV，記錄管理軟件RMS，開發圖形用戶界面的DEC WINDOWS MOTIF／HANZI和GUIMAN；MDV公司自行開發的系統應用開發工具包case system MODAS。

　　1應用軟件結構和功能

　　每個功能又分為若干模塊、子模塊和單元來完成該功能下特定的任務。功能、模塊、子模塊和單元的每一部分都是樹上的一個節點。每個功能都有自己的一個子目錄，該子目錄包含該功能下的各個應用程序。

　　3工藝模型特點

　　爐外精煉的工藝模型分為通用模型、LHF模型、VD模型和TS模型。通用模型主要進行合金材料目標值計算；LHF、VD、TS模型主要是進行能量平衡計算，設定值計算，處理時間計算。

　　合金材料目標值計算PGMC

　　本程序計算達到計劃鋼種成分目標值添加的合金材料量，它由PGMCAI、PGMCOI、PGMCDS 3個子程序組成。

　　(1)合金化操作指令PGMCAI

　　本程序使用單純型法計算，以實際鋼種成分為基礎，確定達到要求成分的合金材料***經濟的組合。每當從化驗室得到新的成分分析數據時自動啟動本程序。通過“合金化操作指令”對話，可以設定用以計算的輸入數據以及顯示計算結果。本程序計算結果為

　　.所選合金材料(材料代碼、材料說明、每處添加重量、總重)；

　　.所選合金材料總溫度損失；

　　.所選合金材料總價；

　　.***終鋼水成分；

　　.***終鋼水重量。

　　(2)脫氧操作指令PGMCOI

　　根據鋼水中氧的實際含量和目標值，以及鋼水溫度，通過反應的平衡狀態計算出用于脫氧的鋁的重量。

　　(3)脫硫操作指令PGMCDS

　　計算用于脫硫和覆蓋鋼水頂渣所需的石灰和螢石的重量。

　　LHF工藝模型PL

　　本模型計算一爐鋼水的能量平衡，確定鋼水調整溫度和化學成分的設定值，計算處理時間。

　　模型總的處理過程分為準備階段和調整階段，處理步驟分為加熱、脫氧、脫硫、合金化。

　　LHF的能量平衡計算公式概括為

　　鋼包內總能量＝鋼包到達時的能量＋能量總輸入－能量總損失－測溫引起能量變化－加料引起的能量變化

　　計算時考慮下列因素的影響：

　　輸入電能；輸入電能中損失的能量；水冷爐蓋的能量損失；表面幅射的能量損失；攪拌引起的能量損失；添加材料引起的能量輸入／損失。

　　計算在程序中分為預測計算，動態計算和非周期性計算。

　　(1)預測計算PLPC

　　預測計算的目的是提前確定在本站的處理持續時間和消耗量，用它來核實鋼的化學成分和溫度達到目標值的可能性，以及所要求的鋼包到達連鑄機的時間。預測計算的輸入數據為各種目標值和實際測量值。在得到測溫數據和以實際分析數據為基礎的合金化操作指令時，在鋼包到達后完成******預測計算。在測溫、有新的合金化操作指令、要求鋼包到達連鑄機時間改變、手動啟動等事件發生時會重新開始預測計算。預測計算通過調用PLPCEC(能量平衡計算)、PLPCPS(過程控制設定值計算)和PLPCTT(處理時間計算)3個子程序來進行。

　　(2)動態計算PLDC

　　動態計算使用來自工藝過程的周期性輸入數據，也使用一些預測計算和非周期性計算結果，周期地進行計算。當初始計算完成時，它做第1次計算。動態計算通過調用下列3個子程序來進行。

　　-能量平衡計算PLDCEC

　　本程序周期性地計算一爐鋼的能量平衡，根據能量平衡計算鋼水實際溫度。

　　-剩余處理時間計算PLDCTT

　　依據能量平穩狀態和過程目標值，周期性計算剩余的處理時間。

　　-過程控制設定值計算PLDCPS

　　計算電壓抽頭級。

　　(3)非周期性計算PLAC

　　非周期性計算是估算某些生產事件發生后的工藝過程值。本程序在下列生產事件發生時進行計算：定氧；測溫；接收到鋼水成分；添加合金材料；開始人工操作。本程序完成的計算項目有：初始計算；取樣后鋼水成分修改；定氧后氧濃度修改；測溫后溫度修改；添加合金材料后鋼水重量修改；添加合金材料后鋼水成分修改；添加合金材料后鋼水渣量修改。非周期性計算通過調用PLACSC(初始計算)和PLACTA(溫度、成分和重量修改)兩個子程序進行。

　　VD模型和TS模型

　　VD模型和TS模型與LHF工藝模型比較，因各工位處理過程不******相同，發生的生產事件和添加物料也有所不同，但模型的計算原理和方法是一樣的，這里不再重復。