初探炼钢电气控制系统

沙德峰

摘 要：炼钢电气控制系统是炼钢中必不可少的一部分，如何保证炼钢电气控制系统在生产过程中稳定运行是急需解决的问题，基于此，本文对于炼钢电气控制系统所存在的问题，提出了相应的解决策略。

关键词：炼钢；电气控制系统；PLC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.038

根据电气控制系统运行原理来讲，PLC控制程序负责调节它的自动性，使用DP现场总线与控制部件相连，再进行调整这些部件，使它们能够进行良好的配合。大部分情况下，这些相连的部件会被分散到不同位置，从而形成我们所说的分布式控制系统，这种方式的控制系统不仅可以将信号快速传递，而且也可以进行采集数据，实现联动连锁的控制。

1 炼钢电气控制系统的主要作用

转炉控制系统的构成部件主要有：1）电气；2）仪表；3）计算机。在这三种部件相互配合、协作下，转炉控制系统开始运作。我们所说的自动控制系统是由三大主要部件构成的一个相对复杂的系统，该系统首先要具备一个可以进行自动提示现场的信号以及配套的驱动，其次，采集完数据之后，对数据进行处理之前，要有自动调控和处理逻辑的设备 ，这就需要借助自动化设备实现运行。既需要在监控生产过程中进行作业管理，采用计算模型形式，处理相关数据。其中，第一个部分称为电气系统，后两个部分也就是控制系统。在进行炼钢过程中，它所采用的原理是根据软件程序进行控制，同时需要运用以太网起到监控的作用。其实从各方面上来讲，这个系统要求很高，一定要降低故障率。

2 炼钢电气控制系统中存在的主要问题

2.1 现场通讯总线太长

我们投入使用的转炉系统有一个通病，即：连接现场的通讯总线过长。这一弊端主要凸显在通讯总线上需要设置大量的设备站点。如果位于通讯总线上的某一个设备站点出现故障，那么随之而来的问题将会严重影响转炉系统的正常运作，甚至有可能导致系统瘫痪不能正常运行。

2.2 底吹系统模式单一

目前，在工业建设过程中，对钢的需求量是越来越大，传统的自控控制模式已经不能满足现代钢材生产的需求，因此需要充分运用现代自控控制模式。从当前生产和工艺的发展趋势来看，一味使用传统单一的自动控制模式就会出现支管堵塞的问题，从而影响到底吹系统的工作质量，不仅如此，底吹系统效果差还会直接影响氩气的使用效率，会造成一些不必要的浪费。倘若没有正确设定氩气的出口量，则会造成钢液不纯的问题。

2.3 氮封系统中存在的问题

氮封系统的运行原理比较简单，首先该是形成密封系统，该系统主要是依托转炉口上部的活动烟罩与加料而形成的，其次，设备在切断阀门时主要是依靠储存氮气的密封装置进行的。在实际工作中，可能氮气与氧气间进行切换可以起到一定的作用的，但在等结果时，如果发现练炉口是朝上的，烟气也会快速生气，那么会损坏料斗液压缸，因此，氮气消耗也一直处于上升状态中。

2.4 监控系统的问题

炼钢电气控制系统在运作的过程中需要不间断的进行监控。为保证监控的质量，通常情况下会采用核心氧枪来完成这一工作。这一监控工作所需的设备有电机驱动（一般来说会投入4台设备）和变频器，当电机驱动开始运作时，变频器设备的转矩也随之同步运作，这样一来，就使得炼钢过程中的情况全部实时显示到主机上。为不断完善监控系统，首先要与PLC进行对接，将采集的数据放到PLC上，在进行实时显示和保存信息，主要目的是为了监控电机工作画面，将所有信息展示到眼前。

3 改进炼钢电气控制系统的具体措施

3.1 完善氧枪系统的调节系统

目前，氧枪系统中存在着很多不完善的地方，这些不完善的地方会影响到生产的安全，因此建立健全的氧枪系统，对于保证工作人员的生命起到重要的作用。

转炉在运作过程中的幅度大小会直接影响到氧枪的张力，同理，当氧枪的张力发生变化时，转炉运转的幅度必然发生了变化。根据这一规律，我们可以通过观察并分析张力的实时数据来不断调整。在对氧气系统进行检查时，一定要严格按照相关规定要求进行。如果氧枪张力出现异常情况，需要自动封锁氧枪变频系统，这样可对机器起到一定保护作用。在氧枪的下吹作用下，控制气缸的阀门，这样可以进一步解决在操作中所遇到卡轨问题。

3.2 改造底吹系统

底吹系统也是非常重要的，PLC上面整个部件都起到非常关键的作用。其中主要可分为四种模式，工作者可依据冶炼时段或者气体的不同，自主切换到一种最佳模式中。可能有的模式要借助吹氮气才能实现与氩气切换，也有时候会在整个工作过程中只需要单一的某种气体。值得注意的是，上述两种模式都需要在倒渣或出钢时进行吹氮气操作，这时候的氮气流量不应过高。如何控制氮气的流量是个难题，综合考虑不同时期吹氮气的需求、操作员的工作经验来选择吹氮气的位置，这样便于简化和整改流量，符合生产的要求，同时也避免资源浪费。

3.3 设置氮封系统

在工作者的反复试验情况下，对炉口的烟罩进行改造，改造成为压缩空气，然后进行密封，在这样的情况下，可减少氮气的消耗和使用。在进行改善气流时，需要保持溜管始终处于干燥状态中。同时，还需要将氧封与氮封连接枪位的地方进行改造，在依据炉口情况进行判断，是否运用PLC程序进行控制阀门，这样不但可以对设备起到很好的保护作用，而且也可以节约气体，进一步提高氮气使用率。在设置氮封系统中，需要严格按照相关设立要求进行。

3.4 建立自动监控系统

为解决现场通讯总线太长的问题，可以采用先进的现场总线控制系统和相关总控制线技术，实现"集中管理，分散控制"的目的。同时根据系统运行情况，在适当的情况下，建立自动监控系统。在工作中，调试人员都负责着自己应负责的那部分工作，最后所需要的6个PLC程序也是由每一个单独负责一部分组合而成的。但这一工作模式会产生一个弊端，当PLC开展信息联络时，这六个PLC程序当中的某个程序会影响到系统的整体性能，使之无法统一到一个大的项目中来，这样依赖就特别容易发生信息丢失的情况。可以在监控站上安装所需要的软件，达到整合PLC程序目的，形成一个较大的系统，既优化了系统，也提高了管理效率。

4 结语

在多年的实践过程中，电气炼钢自动系统得到不断完善。目前通讯网络与PLC设备的设计是非常安全和稳定的，随着自动化技术的广泛运用，相信电气炼钢自动系统也会得到更好的改进。

参考文献：

[1]吴晓峰等.PLC在莱钢转炉自动控制系统中的应用[J].冶金自动化，2010（05）：55-57.endprint