DCS，PLC，IPC是自动控制领域的三大支柱，它们之间竞争激烈，但又取长补短和相互渗透，相互融合。冶金行业高炉监控作为较典型的工

厂自动化决定了其开关量逻辑控制的主导地位，同时模拟量的处理多为简单的显示和给定，控制回路基本上为并不复杂的单回路调节，目前市

场以PLC为主导地位。

PLC：Schneider Modicon Quantum 、 Siemens S7－400、Rockwell ControlLogix等

DCS： 、Siemens PCS7（太原钢铁1800 立方米高炉）、 ABB FREELANCE2000（马钢四铁厂1＃高炉TRT ）和AC 800F（宣钢7#高炉 ）、美国

西屋公司的WDPF II Plus（上钢一厂2500立方米高炉）等

高炉主要控制对象：
装料自动控制 　为保证高炉冶炼过程正常进行，必须使炉料保持一定的高度。一般采用探料尺在垂直方向周期地从炉顶探测料面高度和炉

料下降速度（采用微波式的或激光式的探料尺可连续探测）。当炉料低于规定料面高度时，上料系统开始装料。机械式探料尺和上料系统采用

无触点的程序控制器或可编程序控制器控制。为了提高装料的精度，广泛采用小型计算机控制炉料重量，并把每次实际装入漏斗的原料数量记

录下来，求出与装料规定量之差，在下次称量时自动给以补正。计算机控制装料还可将单位时间内各种原料的给定量、总重量、水分含量、各

原料仓的库存量等装料数据打印制表。

布料自动控制 　高炉料面的 M型分布是否匀称，直接影响炉内气流分布和炉况反应。现代化大型高炉的炉喉直径超过10米，若炉内反应不

均匀，炉料下降速度不一致，料面便会偏斜，因此需要用布料装置来控制料面形状。一般用固定式探料尺检测料面高度，并用程序控制器或微

处理机控制布料。钟阀式炉顶通过改变炉料批量、料面和装料顺序，无钟炉顶通过改变旋转溜槽的倾角和旋转方式来实现自动布料。布料控制

中的关键问题是料面形状检测，可在炉喉圆周的 6个位置装设固定探 杆，吊有重锤的金属链条在炉喉不同的半径处从探杆上下垂到料面，根据

其下垂长度测出料面的轮廓、每测一次需一分钟，测量精度约为±50毫米。另一种方法是根据料面温度分布来实现布料控制。料面温度场出现

热点时，说明炉内出现了“管道现象”，此时需要通过控制布料来加以消除。常用的测量料面温度场的仪器有热像仪，可测温度范围为50～800

℃。还可在炉喉部分装入固定的带有温差电偶的十字形测温梁，在梁内装有10几个温差电偶，以测量炉料的温度分布。

送风自动控制 　从风口鼓入约1000～1200℃的热风使焦炭燃烧。为保持炉温恒定，炉况平稳，须对热风的温度、湿度和富化处理进行控制

。

热风温度控制：冷风经热风炉加热后的风温并不是恒定的，开始时风温高，以后则逐渐降低，用风温调节器控制掺入的冷风量便可使风温保

持恒定。热风炉在换炉时用交叉并联送风的工作方法可使风温波动在±1％以内。
热风湿度控制:湿度调节器能保持鼓风中湿度恒定，避免水分引起炉况波动。常用的方法为加湿调节和脱湿处理两种。

鼓风富化处理：对于大型高炉，常在鼓风中加入氧气以提高高炉的冶炼强度。为了降低燃料比，有时在风口处喷入重油、天然气或煤粉等。

有时还在大型高炉风口前装上带有高速摄影装置的工业电视，用以监视和记录风口前热风和焦炭的燃烧和运动情况。

炉顶煤气的检测和控制 　炉顶煤气的压力和成分直接反映炉内的冶炼情况。炉顶压力调节装置控制炉压恒定，是确保炉料平稳下降的重要

措施。顶压调节可通过减压阀组或余压涡轮来实现。炉顶煤气是高炉冶炼的直接产物，其成分反映炉内的还原反应和还原气体的利用率。利用

连续采样的气体色谱分析仪周期测定煤气中CO、CO2、H2、N2的含量，可掌握炉中的反应情况。炉喉煤气成分分布直接反映炉内不同直径处的反

应，故常在大型高炉炉喉的料面下径向插入（或固定安装）采样探杆，采集分析炉内气样。

渣铁参数检测 　铁水的生成量、成分、温度是极为重要的参数。出铁时铁水罐车停在装有轨道电子秤的轨道上，可连续检测出铁量。铁水

温度可在出铁过程中用快速温差电偶检测。铁水成分是在出铁过程中从铁水沟中取样，然后用快速荧光分析仪分析。现代化大型高炉日产出铁1

万吨以上，有4个出铁口轮流出铁，测量渣铁的温度、成分和生成量就能及时获得高炉中的冶炼信息。这一过程现代已由微处理机来实现。

炉况自动控制 　炉内反应过程的参数不能直接检测，所以控制系统尚未达到完善的程度，但已有数种炉况控制系统(如炉热模型系统,GO-

STOP系统)在高炉上获得应用，其中以炉热模型构成的系统应用较多。炉热模型系统以高炉炼铁过程的物理化学反应为基础，把高炉分为风口燃

烧带、直接还原带和间接还原带，根据输出输入高炉的各种参数（如矿石焦炭装入量、风量、风温、喷吹量、炉顶煤气成分、渣铁成分和生成

量等）列出各反应区间的物料平衡和热量平衡方程组，然后求解这些方程组，便可得出炉中直接还原反应带的固体温度和气体温度。这些温度

代表炉热的状态，根据炉热的变化自动调节送风参数（如风温、喷吹量等），改变风口送入的热量，将炉热控制在最佳状态。为提高系统的控

制效果，有时将理论模型与统计模型结合使用。这种闭环控制系统已被采用。GO－STOP系统是以系统辨识方法来判断炉况并构成闭环控制系统

的。由于炉况控制过程中有大量的计算工作，这种系统需要使用电子计算机。炉身静压力的变化也是炉况的重要参数，常在炉身不同高度的圆

周上检测炉身的静压力。这一静压力反映炉料的透气性、气流分布和软熔带根部位置的高度，是判断炉况的重要依据之一。根据炉料的透气性

，以炉顶压力为调节手段可组成炉料透气性调节系统。保持透气性恒定有助于炉料顺利下降，保持炉况稳定。

高炉的计算机管理 　计算机除用于上述各种控制系统外，还用于数据处理、生产管理、操作指导等。它采集高炉上的大量过程参数，输入

存储器中，并将这些数据编辑成各种生产记录报表和具有操作指导作用的画面，在工业电视上显示出来。这样，操作者便可根据存储器内的数

据对过去的生产过程作出连贯的分析，对变化趋势作出预报。在现代化的大型高炉上，全部显示记录仪表已被计算机所代替，各个控制系统由

计算机实现，在高炉控制室中炉长通过工业电视与计算机对话，计算机可向炉长提供所需的多种信息。这样的控制系统在国内外都有应用，效

果良好。例如，中国首都钢铁公司高炉改用计算机控制系统后，利用系数达2.2，焦比降到384千克。

高炉炉体设备管理 　为延长高炉寿命，需要对炉体和设备进行监控。常用各种热传感器监视炉缸、炉身、冷却壁等炉体各部位的温度，超

限时作出报告；或用触发响应法对耐火砖残存厚度进行测量监视。风口是关键设备，需要经常监视。用卡门流量计或双管电磁流量计检测风口

冷却水的进出流量差，就能检查风口冷却套是否破损。