PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用

2018-02-22马孟雷段玥彤

现代工业经济和信息化 2018年2期

马孟雷，段玥彤

（1.江苏沙钢集团有限公司，江苏　张家港　215600；2.张家港中等专业学校，江苏　张家港　215600）

引言

伴随着科学技术的迅猛发展，各行各业的发展都趋于现代化、信息化，钢铁冶金企业也不例外，各种自动化技术应用为冶金工业的飞速发展提供了有力基础。PLC技术是一项重要技术，是自动化的三大支柱之一，PLC技术的引进给整个冶金工业带来翻天覆地的变化[1]。

1　PLC基本概况

1.1　PCL简介

PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，通过数字或模拟式“输入—输出”控制各种类型的机械或生产过程。PLC技术与冶金工业的结合，不仅可以提升其产品生产效率、生产总量和生产质量，而且还能提高产品生产程序的整体经济效益，满足市场需求，更能为企业履行节约型社会任务、优化利用能源资源提供重要保证。

1.2　PLC控制技术在钢铁冶金企业中的应用优势

一方面，PLC控制技术在钢铁企业生产线中的使用，能够从根本上提升工作人员的工作环境。通过对钢铁生产流程的再现，利用灵活多变的语言设置功能，重新构建智能自动化的生产流程，减少工作人员的流程参与程度，提升整个钢铁行业的技术含量。另一方面，PLC控制技术能增强稳定安全的生产适应性。以往的生产线控制技术没有很好地完成钢铁企业的生产需求。PLC技术虽然内部仍然使用了接口、继电器等设备，但是却进行了全新的流程设计。通过编程，设备可完成各种精确、安全的复杂任务。从根本上提高了作业效率，保障了钢铁生产。

2　PLC控制技术在钢铁冶金工业中的应用

2.1　应用于炼铁除尘

当前PLC技术已经广泛运用到冶金工业的多个方面，比如产品性能、安全性能、维护性能等方面。PLC已经成为冶金不可忽视的重要组成，PLC技术也在钢铁生产的多个流程中起到了重要的作用，比如采矿、烧结、铸造、除尘等流程。以除尘站为例对PLC技术的采用进行说明。除尘器的组成包括控制柜、空压机、水泵、水箱等多个部件。运行过程是控制柜控制水泵将水箱中的水送入水管，通过压力的变换将水流变成高压水柱，对产品进行冲洗，达到除尘效果。引入PLC技术后，工作人员能够准确地掌握水箱水位、水温、水柱压强等多个参数，从而进行有针对性的调整控制，使得对于除尘流程的控制更加简便、精确，保障灰尘清洗的效率[2]。

2.2　应用于电气自动化控制

作为能源消耗大户的钢铁企业，虽然生产的产品对于国计民生具有重要的作用，但是生产的环境却长时间处于恶劣的状态，严重影响着工作人员的身体健康。受限于生产工艺等因素，钢铁企业的生产过程不可避免大量具有污染和腐蚀特性的粉尘、气体等有害物质的产生。不仅仅对自然生态环境造成了难以挽回的影响，而且引发了现场生产设备的线路故障，影响钢铁企业的正常生产活动。PLC的使用可以让钢铁企业不再担心陷入线路故障的泥潭中。得益于编程、存储器等的使用，PLC技术将生产流程进行了更加科学的规划，对生产过程中产生的数据进行准确的储存，达到减少人工参与、提升生产效率的目标。PLC的使用为钢铁企业的生产提供了更加高效的解决方案。

2.3　应用于电动机变频调速

除尘机用于出铁前对于产品的粉尘清理，如果不能及时对除尘机进行控制，就会面临不能及时除尘或者增加能耗的困难局面。PLC技术的使用就能完美解决除尘机介入的时机问题。PLC通过指令系统控制，在PWM向电动机发出指令时，对电动机进行控制，包括运行、停止、速度调整等。对除尘机介入的时间，利用现场炉台红外感应器，及时传送温度信号。当高炉出铁时，温度急剧上升，PLC接到高温信号对变频器发出指令，除尘机调整转速对产品进行灰尘清理；当除尘完成后，现场温度下降，PLC接到低温信号，对变频器发出降频指令，除尘机调整转速降低能耗。

2.4　应用于配料系统

冶金生产线中对于配料的要求很高，整个流程需要不断地对配料进行配比计算、材料输送、混合、加热等，所以对于配料工艺的提升一直有很大的需求。特别是对于材料的配比控制具有较高的要求，需要精确掌握不同状态下，各种配料的比例。PLC技术的使用，将物料的配比计算、传送、处理等操作都交给自动化的设备进行，全程由变频调速喂料机控制。自动配料系统的引入将工作人员从繁琐的流程中解放出来，避免了因人工过多参与而导致的失误频发。多个配料系统通过网络合为一体，在配料控制软件的计算下，生产效率大大提高。冶金生产线的生产环境条件不高，工作人员不仅面临着危险，而且不能保证配比的准确性，因此引入PLC不仅保证了人员的安全，而且保障了配料流程的快捷。

3　PLC技术在冶金工业自动化应用中的前景分析

在电气自动化领域中，PLC技术表现出了巨大的技术优势，帮助钢铁冶金企业大大提升了生产的稳定性和高效性。随着科学技术的不断发展，PLC技术也将不断地完善和提高[3]。

3.1　网络化、数字化进一步完善

当前的控制系统已经引入了DSC技术，但是没有充分发挥其优势。PLC技术的发展就需要汲取DSC技术优点，不断完善自身的网络化、数字化、智能化程度，成为我国工业自主化进程中的重要支撑。

3.2　抗干扰能力进一步提高

钢铁冶金企业的生产过程，遍布着电磁干扰，对自动化技术具有很高的要求。如果不能抗拒电磁的干扰，就无法准确获取数据，对于数据的处理和信号的传输就更无从谈起。PLC技术已经表现出了很强的抗干扰能力，但是仍然具备提升的空间。如何加强PLC技术在恶劣工业环境下的抗干扰能力，是需要进一步进行研究的课题。能够更好地为电气自动化发展提供技术支持。