[摘 要]本文介绍了西门子控制系统在转炉炼钢自动控制系统中的应用，结合炼钢工艺，实现了炼钢过程中设备的连锁，PID调节，数据的采集，系统的远程操作，转炉自动炼钢，声光报警，数据报表，历史查询，实时趋势等。该系统已稳定运行，投入生产。
　　[关键词] STEP 7；WINCC
　　中图分类号：TP303 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0397-01
　　一、引言
　　近年来，钢铁行业飞速发展，炼钢技术日趋成熟，对成品钢的质量要求也越来越高。低成本，低能耗，高质量成为当下钢材市场发展的趋势。本钢炼钢厂为了适应钢材市场的需求，提高成品钢的质量，兴建本钢炼钢厂二号转炉。
　　二、转炉炼钢工艺
　　转炉炼钢系统的主要工艺流程为：
　　高炉运来的铁水和废钢按一定比例加入转炉，开始炼钢。炼钢过程中通过吹氧气，吹氮气实现氧化反应，进而脱碳、脱硫、脱磷、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂质，提高温度和调整成分。当成分符合炼钢要求时，进行出钢。将钢包内预热到1100-1200度，并运至转炉下方，当钢包车到达预定位置后，转炉开始出钢作业，并将铁合金加入钢包内，炼钢过程完成。炼钢过程中需要通过循环水给转炉炉体，活动烟罩，烟道等设备进行降温，冷却，保护设备不被烧漏。烟道、降温转炉烟气经汽化冷却后，温度由1450～1600度降到900度左右，通过高温非金属膨胀节进入高效喷雾蒸发冷却塔，洗涤降温后，烟气变为饱和烟气，温度降至70度左右，并得到粗除尘。
　　三、项目实施
　　本项目是本钢炼钢厂二号转炉自动控制系统，实现转炉自动炼钢，自动上料及配料的汽化，除尘系统。基于转炉炼钢工艺的复杂性，本项目硬件采用SIEMENS公司的S7-400控制系统，编程软件和上位机组态软件为西子公司的产品。编程软件为西门子STEP 7，组态软件为WINCC。
　　1、 网络结构
　　下图为二号转炉项目网络图。图中虚线框部分为本项目的实施部分。包含五套控制系统分别是投料系统，本体系统，仪表系统，汽化系统和除尘系统。这五套系统又通过以太网进行互相通讯，并与其它转炉形成光纤环网，每套PLC控制系统与其分站，操作台通过PROFIBUS DP相连。工程师站和操作员站通过以太网和PLC相连，操作员可以通过操作员站对生产过程进行监控，技术维护人员通过工程师站对生产中出现的问题进行调试，修改。
　　2、控制系统
　　控制系统分为逻辑控制和监控系统。
　　（1）逻辑控制
　　逻辑控制按生产工艺将项目分成若干个系统。本项目由转炉本体系统，上料系统，仪表系统，汽化系统及除尘系统五个系统组成。每个系统均由西门子S7-400系列的PLC作为主站，带其它从站，变频器或是操作台。下面以本体系统为例进行介绍。
　　主站硬件为西门子s7-400系列的CPU和模板，从站为AB变频器，及编码器和操作台组成。下位机编程软件为西门子STEP 7 V5.5。下图为转炉本体PLC配置图。
　　本体系统由一个PLC主站，54个从站组成。从站包括8台变频器从站，四个编码器从站，及42个操作台从站。主站和从站之间用PROFIBUS-DP电缆相连接，进行数据交换。
　　（2）监控系统
　　监控系统实现现场生产的同步监视和设备的远程控制。本项目采用西门子WINCC软件。它包括图形设计器、报警记录、标记记录、报告设计器、全局脚本、控制中心、用户管理等功能。实现现场生产实时监控，报警，记录，及设备的远程操作。（见下图）
　　四、项目主要功能
　　1、炼钢过程中按工艺要求实现氧枪编码器，倾动变频器，电磁阀门的控制及各设备的连锁，互锁控制。
　　2、吹炼过程中氧枪的自动控制，吹氧时间和吹氮时间的统计，氧枪高度的实时显示。
　　3、氧气和氮气流量的PID控制。
　　4、主站和从站间的数据交换，各系统间的互相通讯。
　　5、上位机监控画面提供了工艺流程中各项数据，准确反映生产状况，及时进行故障和事故报警
　　6、与炼钢厂二级网络并网，可通过远程 料单控制，达到无人职守自动化炼钢，实现上级系统对转炉炼钢情况的远距离监控。
　　五、结束语
　　本项目采用经生产实践检验成熟的、先进的自动控制方案 。PLC控制系统的优化，使生产操作简单安全可靠，故障率低，从而提高生产效率，精确控制元素含量，提高成品钢质量。从投产至今，运行可靠，通讯稳定，获得在建厂方的一致好评。
　　作者简介
　　王辉，女，出生于1981年1月，2004年毕业于北华大学自动化專业，现工作于本钢信息自动化公司，工程师。