转炉炼钢作为高品质钢材冶金工艺，在炼钢过程中需经过多个工艺冶炼环节，借助高温氧气的吹炼，有效去处废钢中的杂质，实现对钢材中碳含量的有效调控，进一步形成高品质的钢材。其中转炉炼钢综合自动化控制系统能够帮助企业控制工艺的运用，切实提升炼钢质量及效率，并有效的控制冶炼关键环节，帮助转炉炼钢工艺减少对环境的污染，极大的提升转炉炼钢生产效率，具有极大的应用价值。
1转炉炼钢综合自动化控制系统
1.1组成
转炉炼钢综合自动化控制系统主要由三级自动化控制系统构成，分层级分管不同的控制区域。其中第一级为基础自动化级，主要负责检查转炉炼钢设备的基本运行情况，确保设备各组件能够正常有效的运行，并为转炉炼钢提供相应的数据表。第二级为过程控制级，其主要负责构建与转炉炼钢相关的自动化数字模型。第三级为生产管理级，主要负责下发转炉炼钢的相关生产任务，并负责协同数据传输和采集。结合这三级自动化控制系统，能够实现对转炉炼钢全过程的控制，实现对钢材冶炼的参数计算与质量控制，亦可保证生产顺序的有序性。
1.2功能
企业转炉炼钢综合自动化控制系统的主要功能如下：（1）铁水钢水成分分析。借助自动化控制系统能够实现对炼钢的铁水成分及钢水成分的检测分析，并可自动将结果呈送到中央系统中，形成静态控制模型，为计算模块提供有效的数据支撑。（2）静态模型优化操作。结合转炉炼钢的工艺过程，自动化控制系统的静态模型可以有效地监控转炉过程中的氧耗量及钢水温度，并自动化的调控炼钢材料的装入量，设定正确的吹炼中氧枪高度及氧气流量，能够实现对冶炼时间的合理化把控。（3）吹炼自动控制。该功能主要是针对炼钢静态控制模型及吹炼轨迹进行自动化跟踪，能够切实保证炼钢的质量精度及生产效率，避免人为因素的影响[1]。（4）自动加料控制。该功能主要是借助计算机系统设置的自动化投料系统，按照一定的原料配比进行自动加料，能够保证炼钢材料精准地进入转炉中。（5）参数显示及报表打印。该功能主要是对生产过程进行严密监控管理，其中包括生产中氧枪高度、氧气流量、氧气压强、吹炼时间等重要的数据参数，并能够有效地判定转炉过程中出现的异常情况，并形成自动报警，并形成规范化的操作，切实保证转炉炼钢的安全控制。借助该功能能够实现炼钢生产过程中各项数据的自动打印。
1.3控制原理
转炉炼钢综合自动化控制系统的主要控制原理为：结合钢材冶炼的步骤进行计算机信息化控制，自动化控制系统要保证能够对整个炼钢过程形成监控、指导、控制，并制定动、静态控制模型，形成分级的控制层。其中由生产管理级下达的炼钢生产任务，包括生产标准及控制指令等，均可直接发送到二级机上，并有盖几层的工作站进行相关生产计划设定，并制定钢水种类及冶炼次数等，最终汇总到二级机的转炉本体控制机中，在此环节控制机还需进行炼钢成分化验计算及历史数据交换控制。具体的成分化验分析数据则主要是由基础自动化控制级的相关检测仪器、PLC系统等进行的数据采集与回传[2]。结合上述过程能够形成转炉炼钢的整体生产过程中，其中分别涵盖了生产指令的传达、检测信息的反馈、生产任务的设定等过程，并实现静态控制模型和动态控制模型的分控，其中静态控制模型分管机理分析、设定出本炉次、设定氧耗量、钢水温度等工作，经由静态控制模型产出的成分检测数据可触发动态控制模型的运作，最终以检测结果为依据，进行自动化系统的学习和更新，形成模型的修正和调整，切实保证炼钢质量安全。
2转炉炼钢综合自动化控制系统的设计
2.1基础控制
该层级的系统设计主要需要控制范围及功能，其中控制范围主要包括转炉本体、电气仪表与电气设备等，实现对转炉炼钢生产过程的直接控制，进而形成生产中各项参数的在线监测和传输，便于操作人员进行界面设定和自动化控制系统的完善。而基础控制层级的功能控制主要包括：（1）利用操作站负责监控转炉炼钢过程中各级的画面，并在操作站中全面地显示出转炉炼钢汇中各工艺流程的参数，便于有效的调控和管理。（2）借助PLC系统控制器，可负责炼钢生产的I/O 模块，形成对自动化控制系统的核心控制。（3）经由转炉炼钢调度室服务器，形成对各转炉炼钢工艺的数据的调度。（4） 网络功能主要负责转炉炼钢自动化控制系统设计的网络化接线控制。另外，基础控制中还包括数据采集控制，其作为转炉炼钢自动化控制系统的关键设计，主要是按照控制原理形成对转炉炼钢自动化控制系统各个级别相关数据的采集，需要跟随转炉炼钢生产全过程，并核对实际生产是否与生产计划与生产流程规划相符。
2.2过程控制
该控制系统设计主要是对转炉炼钢自动化控制系统过程级的生产进行控制，并能够借助自身的智能优势形成转炉与炼钢的调控，需要核对生产过程中各相关参数的匹配程度，如转炉炼钢的铁水参数及转炉精炼次数等。该层级的控制要是利用计算机进行调控，需要将转炉炼钢生产及调度的相关数据输入计算机，并借助计算机技术进行生产过程的全面监控[3] 。借此方能实现精准的控制，即依照生产监控的数据流进行过程控制，利用人机接口采集转炉炼钢的各项内容。
2.3.管理控制
在整个转炉炼钢综合自动化控制系统设计中，管理控制属于综合性控制，其中安全控制是其主要的工作领域。在安全控制设计中，需要针对网络安全进行全面的设置，设置不同级别的密码，切实保证转炉炼钢自动化系统的安全。其中人机界面中需要运用到网络及软件，则需要在自动化控制系统中安装杀毒软件，确保自动化控制系统的运行安全。另外，在管理控制过程中还需对转炉炼钢综合自动化控制系统进行全程动态优化控制管理，确保能够让炼钢生产过程获得合格的钢水，并形成对吹炼工艺等重要冶炼工艺的优化。进一步降低炼钢中原材料的消耗，保证整个冶炼过程的合理性。
结束语：综上所述，转炉炼钢作为炼钢行业中主要的生产工艺，加强对其综合自动化控制系统的设计研究具有重要意义。借助计算机技术对自动化控制系统的优化，能够实现炼钢生产过程的自动化控制，有效地保证炼钢质量，确保能够提高转炉炼钢的生产水平，有效地规避生产过程中存在的各类风险，显著实现炼钢企业的自动化、智能化发展。
参考文献：
[1] 王立永, 王春强, 杨越, 刘玉青, 李林洋. 转炉炼钢中自动化控制技术的应用[J]. 农业工程与装备, 2023, 50 (03): 64-65.
[2] 赵尚. 冶金转炉炼钢自动化控制技术研究[J]. 冶金管理, 2023, (11): 25-27.
[3] 房立文. 冶金转炉炼钢自动化控制技术的分析[J]. 山西冶金, 2023, 46 (02): 59-60+71.