基于ATmega16L单片机的高炉透气性监测仪表的设计

　　由于高炉炼铁具有产量大、生产率高和成本低等优点，使得高炉成为目前炼铁工序的核心设备，素有“冶金企业咽喉”的美誉。高炉是一个密闭的逆流式热交换竖炉。其炉况判断与预报是高炉过程控制的一个重要方面。是实现高炉生产“优质、低耗、高产、长寿、高效益”的基本保证。

　　高炉炉况顺行是高炉控制的主要目的。而炉况异常是由于高炉的调控措施不恰当造成炉料顺行被破坏。炉内热量收支严重失衡。异常炉况发生后将引起出铁的质量、产量下降，能耗升高，停产休风等后果，严重的将造成设备永久性损坏，降低炉子的使用寿命，从而直接影响企业的经济效益。因此。对高炉异常炉况及时进行分析判断非常重要【1】。

　　对高炉炉况的预报不仅需要有很多的可通过自动化仪表直接检测出的物理量.更需要对测量值进行人工的间接推理、综合分析来得到炉况等生产状况的瞬时结论。与炉况异常有关的参数有：炉顶压力、热风压力、风量、炉顶温度等，其中，由于温度是一个滞后很大的参数.一般不作为迅速预报炉况的指标。以往高炉操作人员需要通过对热风压力、冷风压力、炉顶压力和风量等参数的测量值进行综合分析和间接推理.才能得到对某一时刻炉况的判断，因此，判断速度较慢，而且带有人为因素。如果能将这些生产工艺状况用一参数加以定义，并用智能仪表去分析运算。从而及时得到对炉况的判断，则对生产工艺具有十分重要的意义。高炉透气性指数监测仪的研制就是基于这一思路。

　　笔者采用文献【2】中提出的高炉透气性指数来对炉况进行综合判断。它的定义是：风量与全压差(即热风压力和炉顶压力之差)之比，它表示炉子接受风龋的能力.是一个可以快速、直观、综合反映炉况的重要参数。依靠对高炉透气性指数这一参数的准确监测。操作人员可以尽早发现和避免高炉的管道、悬料、崩料、煤气流失等与高炉透气性息息相关的炉况异常现象，而一旦炉况失异，在处理操作过程中，又可以参考这一参数的即时变化，做到心中有数，尽快选用最佳措施，迅速恢复高炉顺行【3】。

　　1 高炉透气性智能监测仪表

　　笔者设计的高炉透气性监测仪表是一个可以快速、直观、综合反映炉况的监测仪表，它根据冷风流量、冷风压力、炉顶压力、热风压力4个与炉况间接相关的参数进行逻辑推理和计算。得出有关炉况的综合结论。

　　1.1 高炉透气性指数

　　高炉炉内料柱具有良好的透气性，使上升煤气流均匀、稳定而且顺利地通过，是保证下料顺行和充分发挥上升煤气流还原和传热作用的前提。高炉炉料的透气性是煤气通过料柱时的阻力大小。是一个能够综合反映炉况失异的参数，通常定义产生单位全压差所需的风量为高炉透气性指数，用符号TZ表示.其数学表达式为【2】