淺談冶金工藝中的電氣控制系統(tǒng)

關(guān)鵬雙

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

在目前的環(huán)境條件下，由于科學(xué)技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)中，已有的電氣控制模式呈現(xiàn)的弊端已經(jīng)取得了良好的處理，同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，致使電氣控制逐漸步入了自動(dòng)化控制。此外，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)依靠各種電器裝置進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，例如監(jiān)控電氣裝置和維護(hù)電器裝置等。除此之外，電氣自動(dòng)化技術(shù)還具有精準(zhǔn)度高和應(yīng)用效率高的優(yōu)勢(shì)。所以，電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中的使用和探究工作至關(guān)重要。

1 冶金電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 技術(shù)覆蓋面廣

冶金單位運(yùn)營(yíng)期間觸及到的施工技術(shù)比較廣泛，且關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，同時(shí)在生產(chǎn)期間容易受到其他環(huán)境的干擾。因此，冶金單位相關(guān)管理者若想確保公司良好的運(yùn)營(yíng)，則必須做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。（1）必須提高對(duì)生產(chǎn)材料品質(zhì)的關(guān)注程度；（2）在公司運(yùn)營(yíng)條件的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建比較完善的生產(chǎn)制度，并且對(duì)公司實(shí)際的生產(chǎn)情況開(kāi)展管理工作，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而提升冶金單位的經(jīng)濟(jì)收入。在此種條件下，有關(guān)工作人員必須提高對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)注，同時(shí)按時(shí)針對(duì)自動(dòng)化儀器開(kāi)展檢修工作。在確保自動(dòng)化裝置應(yīng)用效果的前提下，改善冶金施工條件，進(jìn)而符合冶金也生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 技術(shù)性能高

針對(duì)冶金自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，此技術(shù)在具體的使用期間相對(duì)復(fù)雜，同事各種生產(chǎn)活動(dòng)期間采用的自動(dòng)化技術(shù)亦是有所差異，此種情況方能保證各種冶金生產(chǎn)，裝備種類多、流程復(fù)雜，逐漸提高了生產(chǎn)效果。在這樣的情況下，則需要操作人員具有較高的素養(yǎng)，確保操作人員熟知自動(dòng)化控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，還必須在冶金生產(chǎn)期間良好的掌握自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠良好的開(kāi)展冶金生產(chǎn)，進(jìn)而促進(jìn)冶金單位良好的發(fā)展。

1.3 融合電子技術(shù)

冶金電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在具體的應(yīng)用期間必須人融合現(xiàn)金的電子技術(shù)，若是缺乏電子技術(shù)則會(huì)在一定程度上降低自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用效果。同時(shí)在應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)期間，無(wú)論是傳感器還是信號(hào)處理器均和墊子技術(shù)密不可分，如果缺乏電子技術(shù)的支撐則不能良好的工作。由此可見(jiàn)，冶金電器自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用離不開(kāi)電力技術(shù)的支持。

2 冶金電氣自動(dòng)化行業(yè)主要控制技術(shù)

2.1 冶金檢測(cè)技術(shù)

若是可以把應(yīng)用能力、質(zhì)量管控以及運(yùn)營(yíng)效果的內(nèi)容均納入到冶金生產(chǎn)期間，則能夠在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)收入。如今，我國(guó)應(yīng)用的儀器與程序水平均低于國(guó)外自動(dòng)化控制技術(shù)，不過(guò)目前我國(guó)處于飛速的發(fā)展階段，進(jìn)步速度比較快。如今冶煉期間應(yīng)用比較廣泛的原材料為鐵、鉻以及錳，不過(guò)在煉制時(shí)會(huì)出現(xiàn)較多的廢物與廢氣。進(jìn)而致使大范圍的環(huán)境破壞。在冶金期間應(yīng)用到自動(dòng)化控制技術(shù)能夠通過(guò)煉制模型來(lái)檢驗(yàn)冶金過(guò)程中的廢物與廢氣。若是在煉制期間產(chǎn)生能夠再次應(yīng)用的原料，則檢驗(yàn)系統(tǒng)可以及時(shí)向控制單元傳送回采信息。從可持續(xù)發(fā)展觀念而言，在冶金期間合理的應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)可以在一定程度上降低廢棄物的產(chǎn)生，同時(shí)有效的降低生產(chǎn)投入，進(jìn)而提高冶金單位的經(jīng)濟(jì)收入。

2.2 PLC技術(shù)

如今，PLC技術(shù)的適用范圍比較廣泛，且其實(shí)用性能與抗干擾能力較高，此外還具有I/O接口模塊、檢修便捷以及性價(jià)比較高的有點(diǎn)。如今，I/O設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)處理和圖象顯示技術(shù)的進(jìn)步較快，電氣控制系統(tǒng)主要包含PLC、觸摸屏與變頻器，此系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便、存儲(chǔ)容量大和控制性能高的特點(diǎn)，其作為自動(dòng)化控制體系的關(guān)鍵構(gòu)造，其在冶金行業(yè)的適用范圍較大。之前采用的繼電接觸器電氣系統(tǒng)連線方式繁瑣，出現(xiàn)問(wèn)題的頻率高，擴(kuò)容困難。相較而言，PLC電氣控制系統(tǒng)接線方式簡(jiǎn)便，單純的更改系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)改變，后期檢修與養(yǎng)護(hù)工作相對(duì)簡(jiǎn)便，應(yīng)用光電隔離技術(shù)，能夠在一定程度上抵御其他參數(shù)的影響，應(yīng)用效率高。PLC技術(shù)的應(yīng)用范疇包含開(kāi)關(guān)邏輯控制、運(yùn)轉(zhuǎn)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)整理以及通信網(wǎng)絡(luò)。最近幾年，因?yàn)镻LC技術(shù)的使用比較廣泛，從而提升了冶金行業(yè)的自動(dòng)化水準(zhǔn)。尤其是PLC和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的融合，在一定程度上確保了生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)固性能，進(jìn)而保證了冶金業(yè)的進(jìn)步。

2.3 傳感技術(shù)

作為使用頻率較高的生產(chǎn)技術(shù)，傳感技術(shù)在具體的應(yīng)用期間能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)周邊的環(huán)境，同時(shí)可以把相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的位置。相關(guān)工作者可以及時(shí)獲取環(huán)境參數(shù)，如今，傳感設(shè)備中的溫度傳感器可以把冶金期間讀取的溫度信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息，之后將信息傳遞到外部，進(jìn)而從整體上監(jiān)測(cè)冶煉爐的溫度變化。如今，冶金業(yè)中應(yīng)用的傳感器質(zhì)量必須符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與要求。

3 PLC的技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

3.1 在熱軋產(chǎn)線中的應(yīng)用

如今國(guó)內(nèi)使用頻率較高的熱連軋產(chǎn)線的生產(chǎn)流程為：（1）加熱爐，將需要加工的板坯放入到加熱爐，對(duì)其均勻加熱，有效的提升產(chǎn)性能。此流程中涉及到煤氣且溫度較高，因此安全系數(shù)較低。通過(guò)采用燃燒控制系統(tǒng)可以有效的管控加熱爐溫度，燃燒控制系統(tǒng)主要由PLC、熱電偶以及電控?zé)旖M成。（2）高壓水除鱗系統(tǒng)，此系統(tǒng)安裝在軋機(jī)前部，借助水流壓力清掃板坯表層的氧化鐵皮，進(jìn)而提升產(chǎn)品表層品質(zhì)。PLC依靠HMD收集板坯到達(dá)除鱗方位的信號(hào)，之后對(duì)噴射閥的開(kāi)閉狀態(tài)進(jìn)行管控。高壓水除鱗是熱軋產(chǎn)線的重要儀器，施工相對(duì)繁瑣，各個(gè)設(shè)備之間關(guān)聯(lián)性較高，通過(guò)PLC操控除鱗系統(tǒng)能夠提升操控的精準(zhǔn)度與實(shí)用性，并且減少用水?dāng)?shù)量和維護(hù)工作難度系數(shù)。（3）軋機(jī)系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要包含粗軋機(jī)與精軋機(jī)，大多數(shù)情況下粗軋機(jī)完成多道次軋制，協(xié)調(diào)壓力定寬機(jī)與立輥給予大壓下量，進(jìn)而生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品。精軋機(jī)組的所有道次機(jī)架遵照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)供給適當(dāng)?shù)呐渲秘?fù)載，進(jìn)而完成軋制。軋機(jī)系統(tǒng)中包含傳動(dòng)、液壓以及潤(rùn)滑等，在軋鋼技術(shù)中有效的管控制帶鋼板型與軋制質(zhì)量是非常必要的，借助對(duì)電氣液壓系統(tǒng)開(kāi)展精準(zhǔn)的管控工作能夠有效的對(duì)AGC厚度、HGC輥縫以及彎竄輥功能進(jìn)行管控。液壓系統(tǒng)主要的構(gòu)成部件為上位機(jī)、PLC主站、DP從站以及實(shí)際的檢測(cè)元件。借助收集與整理實(shí)際的儀器信號(hào)，能夠確保PLC對(duì)有功能差異的液壓泵站的數(shù)據(jù)開(kāi)展有效的管控，通過(guò)液壓缸完成AGC、HGC、軋制力管控以及活套張力管控等。（4）冷卻與卷取，常用的冷卻方法為快冷和層流，利用此兩種方式將帶鋼控制在一定的溫度區(qū)間內(nèi)，之后開(kāi)展卷取操作，確保生產(chǎn)出符合要求的熱軋成品卷。實(shí)現(xiàn)卷取作業(yè)期間需要應(yīng)用到分布式控制系統(tǒng)，借助對(duì)帶鋼的品質(zhì)、厚度、寬度以及精軋拋鋼速度等參數(shù)進(jìn)行整理，進(jìn)而完成側(cè)導(dǎo)板管控、助卷輥踏步與動(dòng)態(tài)卷取張力管控等操作。PLC管控系統(tǒng)的實(shí)用性能與穩(wěn)固性能較高，能夠有效的提升軋鋼的生產(chǎn)效果與效率。

3.2 在電機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用

冶金行業(yè)中采用的中大功率電機(jī)的調(diào)節(jié)速度方法通常為變頻，但是電機(jī)電能的轉(zhuǎn)變均體現(xiàn)在技術(shù)儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)上，例如泵壓力與軋輥轉(zhuǎn)速。同時(shí)應(yīng)用PLC技術(shù)和變頻器能夠節(jié)約資金投入，并且應(yīng)用效果顯著，所以此方式的使用范圍較大。PLC技術(shù)主要借助I/O模塊模擬量于通信模塊串行總線的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的管控。變頻器通過(guò)接收PLC輸送的信號(hào)來(lái)操控電機(jī)，之后再借助電機(jī)將變頻器管控電機(jī)的信號(hào)傳輸傳遞至PLC，從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)整速度的閉環(huán)管控。

4 電氣控制系統(tǒng)中的改進(jìn)措施

4.1 完善氧槍自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能

如今應(yīng)用的氧槍系統(tǒng)中仍然有大量的不足與缺點(diǎn)，此類問(wèn)題容易降低鋼材生產(chǎn)的安全性。所以，針對(duì)氧槍系統(tǒng)的優(yōu)化工作十分必要，能夠有效的降低安全事故的出現(xiàn)，保證工作者的人生安全。由于轉(zhuǎn)爐在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的幅度能夠在一定程度上干擾氧槍的張力，由此可見(jiàn)，若是氧槍張力出現(xiàn)變動(dòng)，則轉(zhuǎn)爐的運(yùn)轉(zhuǎn)同樣會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)。因此能夠依據(jù)氧槍改變期間鋼絲張力的變動(dòng)情況，借助查看與解析張力的信息變動(dòng)有效的開(kāi)展調(diào)配工作。若是張力較大時(shí)，則需要開(kāi)展系統(tǒng)分閘工作，同時(shí)暫停氧槍的應(yīng)用，后續(xù)確保異常情況全部解決后方可再次開(kāi)展繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。針對(duì)氧氣系統(tǒng)與氧槍開(kāi)展檢修工作期間，需要在確保工作流程符合相關(guān)要求的前提下從各層面開(kāi)展檢修。若是實(shí)施調(diào)試和一起故障排查過(guò)程中，必須采用設(shè)備周邊的手動(dòng)操控器，手動(dòng)暫停設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，若是解決異常狀況，則需要停止氧氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

4.2 底吹系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)

作為冶煉行業(yè)中尤為關(guān)鍵的組成部分，底吹系統(tǒng)的構(gòu)成是建立在PLC的前提下。由此可見(jiàn)，PLC全部配件均具有十分重要的功效。在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)期間有四種比較特殊的方式，相關(guān)工作者需要依據(jù)冶煉的時(shí)間和實(shí)際溫度條件，科學(xué)合理的選用運(yùn)行方式。個(gè)別方式只能借助氮?dú)鈦?lái)實(shí)現(xiàn)和氬氣的轉(zhuǎn)換，個(gè)別方式在應(yīng)用期間只采用一種氣體。不過(guò)無(wú)論信用何種方式，在出鋼與掉渣的環(huán)節(jié)均必須應(yīng)用到較少的氮?dú)鈦?lái)開(kāi)展生產(chǎn)，在此過(guò)程中必須嚴(yán)格管控氮?dú)獾挠昧?。因此，?duì)于氮?dú)庥昧康墓芸毓ぷ魅绾伍_(kāi)展值得深究，工作期間必須依據(jù)各個(gè)時(shí)間段所需的氮?dú)饬颗c工作者的閱歷，科學(xué)合理的選取位置。進(jìn)而縮減流程和改革，關(guān)注生產(chǎn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，此外還需要采取措施降低資源不合理的損耗。

4.3 自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)

對(duì)于工作期間通訊總線較長(zhǎng)的具體情況，能夠選用先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線管控系統(tǒng)與有關(guān)總控制線技術(shù)。并且依據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，選取恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間創(chuàng)建自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)創(chuàng)建不同的監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)。尤其是最后的六個(gè)PLC程序需要分開(kāi)供給。不過(guò)此類工作方式仍然存在漏洞，若是PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)系期間，最后六個(gè)PLC程序中任何程序均會(huì)連續(xù)反饋到系統(tǒng)的全部性能，進(jìn)而造成其無(wú)法同時(shí)步入相同的項(xiàng)目中，此過(guò)程的連鎖反應(yīng)極易出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題，從而影響工作效果。為此必須在控制中心安裝相應(yīng)的傳旭，保證PLC程序能夠良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而創(chuàng)建完整的體系，通過(guò)此方式良好的管控監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)有助于相關(guān)人員能夠?qū)崟r(shí)查看所有系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。其次，氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)的內(nèi)部的監(jiān)測(cè)同樣起到了關(guān)鍵作用。能夠借助多次驗(yàn)證，把爐口的工作煙罩更改為壓縮氣體的監(jiān)控性密封系統(tǒng)，通過(guò)此種方式減少壓力較低條件下氮?dú)獾膿p耗。后續(xù)能夠針對(duì)電器連鎖設(shè)備和實(shí)際的氣流開(kāi)展優(yōu)化工作，確保流管處于相對(duì)干燥的條件。同時(shí)改進(jìn)氧氣和氮?dú)獾倪B接設(shè)備，依據(jù)實(shí)際的冶煉情況來(lái)判定是否應(yīng)用PLC技術(shù)開(kāi)展閥門(mén)管控工作，通過(guò)此種方式能夠有效的縮減氧氣與氮?dú)獾挠昧?，?shí)現(xiàn)裝置的保護(hù)，縮減任務(wù)量，提升氧槍的應(yīng)用效果。所以，針對(duì)氮封系統(tǒng)的監(jiān)控化工作進(jìn)行優(yōu)化十分必要。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)鋼鐵冶金的需求不斷增加，尤其是在航天、軍事領(lǐng)域，以及日常人們生活和工作使用的設(shè)備，都由鋼鐵冶金技術(shù)制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。為加快鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展速度，滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)以及不同類型產(chǎn)品的需求，將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)中，不僅推動(dòng)鋼鐵冶金行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，還能提升我國(guó)鋼鐵冶金競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展能力，借助電氣自動(dòng)化控制技術(shù)探索出一條可持續(xù)發(fā)展的道路。