PLC 在鋼鐵冶金企業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

林科 胡超 朱洋洋

1.安鋼集團(tuán)信陽鋼鐵有限責(zé)任公司焦化廠 河南信陽 464194

2.安鋼集團(tuán)信陽鋼鐵有限責(zé)任公司燒結(jié)廠 河南信陽 464194

1 PLC 概述

1.1 PLC 概念

PLC 是一種可編程邏輯控制器，其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行順序控制、邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等操作指令，通過模擬量或者數(shù)字量的輸入輸出來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能，在汽車工業(yè)、食品工業(yè)、鋼鐵行業(yè)等應(yīng)用廣泛。另外，PLC 程序編寫趨于簡單，可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，極大提高系統(tǒng)管理者及技術(shù)人員對系統(tǒng)的操控能力。而傳統(tǒng)繼電器控制比較復(fù)雜、噪聲大、故障率較高，很難保障系統(tǒng)長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。應(yīng)用了PLC 技術(shù)之后，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行速度快、抗干擾能力強(qiáng)，還能夠提升設(shè)備的工作效率[1]。

1.2 系統(tǒng)組成

PLC 自動(dòng)控制技術(shù)的系統(tǒng)組成復(fù)雜，比如某自動(dòng)化生產(chǎn)線基于PLC 控制的變頻器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)線的自動(dòng)化分揀與傳送，其控制目標(biāo)要滿足：當(dāng)有關(guān)工件經(jīng)由傳輸單元放于分揀單元入料口傳送帶時(shí)，光電傳感器要自動(dòng)對該物料加以檢測與感應(yīng)，從而驅(qū)動(dòng)變頻器電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶的移動(dòng)，這些工件逐步在此過程中被帶入分揀檢測區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)光纖傳感器可進(jìn)行物料顏色、材質(zhì)等的檢測，在物料逐步移動(dòng)過程中PLC 會(huì)根據(jù)物料的屬性分類對傳送帶等加以必要的控制，在相應(yīng)的料槽位置會(huì)驅(qū)動(dòng)傳送帶停止并將物料由氣缸逐步推入料槽內(nèi)，隨后氣缸縮回，完成一個(gè)工作周期的控制過程。在整個(gè)控制環(huán)節(jié)變頻器承擔(dān)著重要的控制功能，實(shí)現(xiàn)了頻率輸入設(shè)定值的準(zhǔn)確設(shè)定，有效保障了控制的可靠性。

2 PLC 在冶金企業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

2.1 在熱軋產(chǎn)線中的應(yīng)用

第一，從加熱爐的角度進(jìn)行分析。為提升產(chǎn)品的質(zhì)量，需要對板坯進(jìn)行均熱處理，這就需要在加熱爐來完成，借助PLC 的優(yōu)勢對爐溫進(jìn)行自動(dòng)化的控制，以此降低在加熱過程中存在的危險(xiǎn)系數(shù)。

第二，從軋機(jī)前的高壓水除磷系統(tǒng)的角度進(jìn)行分析。板坯表面會(huì)存在氧化鐵皮，借助PLC 可以有效的去除，主要通過HND 來實(shí)現(xiàn)的，對噴射閥組進(jìn)行及時(shí)的控制，捕捉到除磷位置的具體信息，以此提高產(chǎn)品表面的質(zhì)量。高壓水除磷方式相對復(fù)雜，而借助PLC 的優(yōu)勢可以對該系統(tǒng)進(jìn)行控制，將用水量控制在最低區(qū)間。

第三，從軋機(jī)系統(tǒng)角度進(jìn)行分析。其中粗軋機(jī)所涉及的次軋制較多，在生產(chǎn)中間坯的過程中借助壓力頂寬機(jī)來實(shí)現(xiàn)；細(xì)軋機(jī)在軋制的過程中需要嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，以此保證負(fù)荷分配的合理性。第四，從冷卻和卷取角度進(jìn)行分析。在生產(chǎn)熱軋商品卷的過程中，關(guān)注帶鋼的實(shí)際情況，在實(shí)際冷卻的過程中主要通過快冷、層流來實(shí)現(xiàn)，并設(shè)定冷卻溫度[2]。

2.2 配料系統(tǒng)

在鋼鐵冶金行業(yè)中，各環(huán)節(jié)都要加強(qiáng)監(jiān)管，提高各環(huán)節(jié)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性可減少生產(chǎn)問題的產(chǎn)生，其中配料是非常重要的組成部分，配料對材料進(jìn)行合理的分類和配比，提高配比科學(xué)性。配料的配比要進(jìn)行計(jì)算，然后加工和運(yùn)輸，在這一環(huán)節(jié)中要提高配料工藝水平。應(yīng)用PLC 技術(shù)將人力生產(chǎn)轉(zhuǎn)化成自動(dòng)化設(shè)備操作，提高了生產(chǎn)的效率，同時(shí)減少了人為失誤，提高了配比精準(zhǔn)性和科學(xué)性。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將不同配料系統(tǒng)結(jié)合成統(tǒng)一整體，鋼鐵冶金的生產(chǎn)過程中存在很多安全隱患，危險(xiǎn)程度較高，PLC 技術(shù)的應(yīng)用可大大降低危險(xiǎn)系數(shù)，保證工作人員的生產(chǎn)安全。

2.3 電氣控制裝置

保證PLC 技術(shù)原理圖設(shè)計(jì)的精確性和合理性是機(jī)械電氣控制裝置應(yīng)用的根本，科學(xué)、合理的原理圖能夠?qū)ρb置性能起到提高作用，最大程度發(fā)揮PLC 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。在設(shè)計(jì)PLC 技術(shù)原理圖時(shí)要與機(jī)械電氣控制裝置結(jié)構(gòu)相結(jié)合，準(zhǔn)確把握控制裝置的類型及工作原理，使設(shè)計(jì)出來的原理圖能夠與裝置相匹配。由于PLC 控制系統(tǒng)的種類十分豐富，所以必須要根據(jù)實(shí)際的機(jī)電設(shè)備情況來選擇合理的PLC 控制系統(tǒng)，保證整體系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)這也是保證系統(tǒng)使用性能符合實(shí)際需求的有效措施，增加系統(tǒng)的使用年限。設(shè)計(jì)通信網(wǎng)絡(luò)與接地內(nèi)容是PLC 控制系統(tǒng)中極為重要的環(huán)節(jié)，構(gòu)建信息網(wǎng)絡(luò)是為了能夠建立起各個(gè)系統(tǒng)的通信關(guān)系，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。各個(gè)環(huán)節(jié)在通信網(wǎng)絡(luò)的作用下，能夠更好地進(jìn)行統(tǒng)一管理，提高整體系統(tǒng)管理工作的質(zhì)量。并且在通信網(wǎng)絡(luò)支持下PLC 控制系統(tǒng)的使用性能也更強(qiáng)，一般情況下其網(wǎng)絡(luò)級(jí)別在3 到4 級(jí)。

3 PLC 在鋼鐵冶金自動(dòng)化控制中的應(yīng)用前景

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC 技術(shù)可以提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，提高自動(dòng)化水平，符合鋼鐵冶金行業(yè)的生產(chǎn)需求。在控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC 技術(shù)需要加強(qiáng)信息化以及數(shù)字化水平。在鋼鐵冶金企業(yè)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)受到電磁干擾不利于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的順利開展，因此提高自動(dòng)化水平是必然趨勢。鋼鐵冶金行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，對各環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督和控制，通過對各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，保證生產(chǎn)的高效。自動(dòng)化技術(shù)對于鋼鐵冶金企業(yè)的發(fā)展具有推動(dòng)作用，可以提高企業(yè)的競爭力，自動(dòng)化水平的提升有利于企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，在未來發(fā)展中要著眼于自動(dòng)化設(shè)備的智能化和集成化研究，加大研發(fā)力度，對PLC 技術(shù)進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的控制[3]。

4 結(jié)語

PLC 在冶金企業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用方式具有多樣性，有助于提升冶金的精度。借助PLC 技術(shù)的優(yōu)勢對冶金生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)督，并對生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)化的控制，節(jié)約人力資源的消耗，降低冶金企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行成本，以此促進(jìn)冶金企業(yè)的可持續(xù)健康運(yùn)行。