PLC和變頻器在高爐上料自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉丹 河鋼集團(tuán)邯鋼公司煉鐵部

引言：在我國(guó)高爐上料自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中PLC和變頻器應(yīng)用的十分廣泛，在我國(guó)的高溫冶煉當(dāng)中PLC和變頻器的應(yīng)用能夠保證高爐的快速上料，進(jìn)一步提高冶煉的質(zhì)量。根據(jù)我國(guó)高爐料車(chē)的要求，需要實(shí)現(xiàn)在料車(chē)上料時(shí)車(chē)輛啟動(dòng)和停止的聯(lián)動(dòng)裝置，并且能夠控制料車(chē)的運(yùn)行快慢和運(yùn)行速度等功能。除此之外還要對(duì)料車(chē)的整體系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。因此必須要保證了料車(chē)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因?yàn)橐坏┝宪?chē)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)給冶煉的質(zhì)量造成一定的影響，所以這就更需要應(yīng)用PLC和變頻器。

1 、高爐上料自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本情況

1.1 上料系統(tǒng)的基本要求

高爐上料裝置是高爐設(shè)備的一部分，也是高爐上料系統(tǒng)當(dāng)中的核心設(shè)備。而在核心設(shè)備當(dāng)中卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)高爐物料的傳輸和生產(chǎn)，所以可以說(shuō)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)是高爐上料系統(tǒng)當(dāng)中最重要的部分，此系統(tǒng)的穩(wěn)定能夠直接影響高爐能否正常上料和產(chǎn)生鐵水的數(shù)量。因?yàn)橹挥芯頁(yè)P(yáng)的系統(tǒng)穩(wěn)定才能保證在運(yùn)送各種冶煉原料不出現(xiàn)紕漏。

1.2 上料的基本模式

高爐卷?yè)P(yáng)上料系統(tǒng)是有一定的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的，其主要模式就是：首先通過(guò)上料槽將各種原料分配到料倉(cāng)，等到料車(chē)到達(dá)后將料倉(cāng)內(nèi)的原料倒入料車(chē)當(dāng)中，隨后關(guān)閉料倉(cāng)的閘門(mén)，這時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始工作，采用不同的速度將車(chē)運(yùn)送到頂端，隨后根據(jù)杠桿平衡的原理，送完料后的空車(chē)向下行駛，而第二個(gè)裝滿料的料車(chē)向上行駛，二者保持一定的平衡，這樣不僅能夠節(jié)約電動(dòng)機(jī)的使用，還能夠保證運(yùn)送的效率。

2 、PLC和變頻器的設(shè)備選型

2.1 PLC的選擇

PLC俗稱可編程控制器。一般來(lái)說(shuō)，PLC一般選用門(mén)子公司所生產(chǎn)的PLC設(shè)備。西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC擴(kuò)展性能比較好，指令等功能也具有多樣化的特點(diǎn)，最主要的就是價(jià)格相對(duì)便宜。PLC主要是應(yīng)用于高爐的控制系統(tǒng)，因?yàn)檫\(yùn)用PLC進(jìn)行控制能夠滿足實(shí)時(shí)性的監(jiān)控。

2.2 變頻器的選擇

除了對(duì)可編程控制器進(jìn)行選擇還需要對(duì)變頻器的設(shè)備進(jìn)行選型。在對(duì)變頻器進(jìn)行選型時(shí)主要有以下兩點(diǎn)。第一點(diǎn)是變頻器的容量要比電動(dòng)機(jī)的容量大，第二點(diǎn)就是變頻器的電流也要大于電動(dòng)機(jī)。在對(duì)變頻器進(jìn)行選擇時(shí)，可以選用西門(mén)子公司的變頻器也可以選用其他廠家的變頻器設(shè)備。

3 、高爐上料自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 規(guī)劃控制系統(tǒng)的軟硬件配置

當(dāng)對(duì)設(shè)備的型號(hào)進(jìn)行選擇之后就需要對(duì)整套系統(tǒng)的軟硬件配置進(jìn)行規(guī)劃。高爐上料自控系統(tǒng)主體上采用PLC進(jìn)行控制，隨后通過(guò)完成整套系統(tǒng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)等功能。在控制器與上位機(jī)之間可以采用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信或者專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行通信，對(duì)于主機(jī)和其他設(shè)備的IO控制單元來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)具備好能夠開(kāi)關(guān)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制事應(yīng)當(dāng)注意實(shí)時(shí)監(jiān)控的通信。

3.2 規(guī)劃料車(chē)的位置

當(dāng)系統(tǒng)總體部署完成之后需要對(duì)料車(chē)進(jìn)行定位。在對(duì)料車(chē)進(jìn)行定位時(shí)一般情況下采用一主一副的雙編碼模式進(jìn)行編碼，編碼器向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)來(lái)確定送料車(chē)的方位，隨后在通過(guò)變頻器來(lái)進(jìn)行控制，從而能夠?qū)⒘宪?chē)的速度加以調(diào)節(jié)。

3.3 變頻器參數(shù)的設(shè)置

在對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)首先需要設(shè)置電機(jī)的參數(shù)。因?yàn)閷?duì)于變頻器來(lái)說(shuō)，只有將電機(jī)的參數(shù)輸入到變頻器當(dāng)中才能夠讓變頻器更好地對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制；其次就是對(duì)變頻器的模式進(jìn)行選擇，一般來(lái)說(shuō)變頻器有兩種模式，第一種模式是標(biāo)量控制模式，第二種模式是DTC模式，想要精確地控制電機(jī)就必須要選擇第二種模式；隨后就是設(shè)置料車(chē)加減速的時(shí)間和制動(dòng)的功率，對(duì)原料車(chē)的加減時(shí)間來(lái)說(shuō)用的時(shí)間越短，所達(dá)到的效率越高。所以在加速和減速時(shí)，時(shí)間應(yīng)當(dāng)盡可能的加快，這個(gè)時(shí)間經(jīng)檢驗(yàn)設(shè)定在3到5秒鐘為宜。由于料車(chē)送料的過(guò)程中是從低速到高速同步進(jìn)行，同時(shí)可能涉及到加速和減速的情況，所以要根據(jù)實(shí)際的速度而對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)由于變頻器控制的是兩臺(tái)電機(jī)，所以需要設(shè)置兩臺(tái)電機(jī)具有同樣的同步參數(shù)才可；最后就是需要對(duì)變頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行設(shè)定。

4 、高爐上料自控系統(tǒng)的測(cè)試

在所有的設(shè)備都進(jìn)行選型、編程、開(kāi)發(fā)之后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中主要測(cè)試料車(chē)上料的位置以及加速減速的時(shí)間，測(cè)試對(duì)閘門(mén)的打開(kāi)和艙門(mén)的關(guān)閉的精確度。因此，在測(cè)試時(shí)一定要保證任何環(huán)節(jié)都在測(cè)試的范圍之內(nèi)，通過(guò)測(cè)試來(lái)對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)測(cè)試完成之后，整套系統(tǒng)便可以應(yīng)用在實(shí)際工作當(dāng)中。

5 、結(jié)束語(yǔ)

想要實(shí)現(xiàn)高爐上料的自動(dòng)控制主要就是將PLC和變頻器合理地應(yīng)用在高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中。相關(guān)人員將所需的參數(shù)和設(shè)備的選型完成好，經(jīng)過(guò)測(cè)試便能夠?qū)⒄紫到y(tǒng)應(yīng)用在高爐上料當(dāng)中。高爐上料系統(tǒng)的正常運(yùn)作能夠讓企業(yè)員工有更高的工作效率，讓企業(yè)獲得更多的利潤(rùn)。