初探煉鋼電氣控制系統(tǒng)

沙德峰

摘 要：煉鋼電氣控制系統(tǒng)是煉鋼中必不可少的一部分，如何保證煉鋼電氣控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中穩(wěn)定運行是急需解決的問題，基于此，本文對于煉鋼電氣控制系統(tǒng)所存在的問題，提出了相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：煉鋼；電氣控制系統(tǒng)；PLC

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

根據(jù)電氣控制系統(tǒng)運行原理來講，PLC控制程序負責(zé)調(diào)節(jié)它的自動性，使用DP現(xiàn)場總線與控制部件相連，再進行調(diào)整這些部件，使它們能夠進行良好的配合。大部分情況下，這些相連的部件會被分散到不同位置，從而形成我們所說的分布式控制系統(tǒng)，這種方式的控制系統(tǒng)不僅可以將信號快速傳遞，而且也可以進行采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)聯(lián)動連鎖的控制。

1 煉鋼電氣控制系統(tǒng)的主要作用

轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)的構(gòu)成部件主要有：1）電氣；2）儀表；3）計算機。在這三種部件相互配合、協(xié)作下，轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)開始運作。我們所說的自動控制系統(tǒng)是由三大主要部件構(gòu)成的一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先要具備一個可以進行自動提示現(xiàn)場的信號以及配套的驅(qū)動，其次，采集完數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)進行處理之前，要有自動調(diào)控和處理邏輯的設(shè)備 ，這就需要借助自動化設(shè)備實現(xiàn)運行。既需要在監(jiān)控生產(chǎn)過程中進行作業(yè)管理，采用計算模型形式，處理相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，第一個部分稱為電氣系統(tǒng)，后兩個部分也就是控制系統(tǒng)。在進行煉鋼過程中，它所采用的原理是根據(jù)軟件程序進行控制，同時需要運用以太網(wǎng)起到監(jiān)控的作用。其實從各方面上來講，這個系統(tǒng)要求很高，一定要降低故障率。

2 煉鋼電氣控制系統(tǒng)中存在的主要問題

2.1 現(xiàn)場通訊總線太長

我們投入使用的轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)有一個通病，即：連接現(xiàn)場的通訊總線過長。這一弊端主要凸顯在通訊總線上需要設(shè)置大量的設(shè)備站點。如果位于通訊總線上的某一個設(shè)備站點出現(xiàn)故障，那么隨之而來的問題將會嚴重影響轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的正常運作，甚至有可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓不能正常運行。

2.2 底吹系統(tǒng)模式單一

目前，在工業(yè)建設(shè)過程中，對鋼的需求量是越來越大，傳統(tǒng)的自控控制模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代鋼材生產(chǎn)的需求，因此需要充分運用現(xiàn)代自控控制模式。從當前生產(chǎn)和工藝的發(fā)展趨勢來看，一味使用傳統(tǒng)單一的自動控制模式就會出現(xiàn)支管堵塞的問題，從而影響到底吹系統(tǒng)的工作質(zhì)量，不僅如此，底吹系統(tǒng)效果差還會直接影響氬氣的使用效率，會造成一些不必要的浪費。倘若沒有正確設(shè)定氬氣的出口量，則會造成鋼液不純的問題。

2.3 氮封系統(tǒng)中存在的問題

氮封系統(tǒng)的運行原理比較簡單，首先該是形成密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是依托轉(zhuǎn)爐口上部的活動煙罩與加料而形成的，其次，設(shè)備在切斷閥門時主要是依靠儲存氮氣的密封裝置進行的。在實際工作中，可能氮氣與氧氣間進行切換可以起到一定的作用的，但在等結(jié)果時，如果發(fā)現(xiàn)練爐口是朝上的，煙氣也會快速生氣，那么會損壞料斗液壓缸，因此，氮氣消耗也一直處于上升狀態(tài)中。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)的問題

煉鋼電氣控制系統(tǒng)在運作的過程中需要不間斷的進行監(jiān)控。為保證監(jiān)控的質(zhì)量，通常情況下會采用核心氧槍來完成這一工作。這一監(jiān)控工作所需的設(shè)備有電機驅(qū)動（一般來說會投入4臺設(shè)備）和變頻器，當電機驅(qū)動開始運作時，變頻器設(shè)備的轉(zhuǎn)矩也隨之同步運作，這樣一來，就使得煉鋼過程中的情況全部實時顯示到主機上。為不斷完善監(jiān)控系統(tǒng)，首先要與PLC進行對接，將采集的數(shù)據(jù)放到PLC上，在進行實時顯示和保存信息，主要目的是為了監(jiān)控電機工作畫面，將所有信息展示到眼前。

3 改進煉鋼電氣控制系統(tǒng)的具體措施

3.1 完善氧槍系統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)

目前，氧槍系統(tǒng)中存在著很多不完善的地方，這些不完善的地方會影響到生產(chǎn)的安全，因此建立健全的氧槍系統(tǒng)，對于保證工作人員的生命起到重要的作用。

轉(zhuǎn)爐在運作過程中的幅度大小會直接影響到氧槍的張力，同理，當氧槍的張力發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)爐運轉(zhuǎn)的幅度必然發(fā)生了變化。根據(jù)這一規(guī)律，我們可以通過觀察并分析張力的實時數(shù)據(jù)來不斷調(diào)整。在對氧氣系統(tǒng)進行檢查時，一定要嚴格按照相關(guān)規(guī)定要求進行。如果氧槍張力出現(xiàn)異常情況，需要自動封鎖氧槍變頻系統(tǒng)，這樣可對機器起到一定保護作用。在氧槍的下吹作用下，控制氣缸的閥門，這樣可以進一步解決在操作中所遇到卡軌問題。

3.2 改造底吹系統(tǒng)

底吹系統(tǒng)也是非常重要的，PLC上面整個部件都起到非常關(guān)鍵的作用。其中主要可分為四種模式，工作者可依據(jù)冶煉時段或者氣體的不同，自主切換到一種最佳模式中。可能有的模式要借助吹氮氣才能實現(xiàn)與氬氣切換，也有時候會在整個工作過程中只需要單一的某種氣體。值得注意的是，上述兩種模式都需要在倒渣或出鋼時進行吹氮氣操作，這時候的氮氣流量不應(yīng)過高。如何控制氮氣的流量是個難題，綜合考慮不同時期吹氮氣的需求、操作員的工作經(jīng)驗來選擇吹氮氣的位置，這樣便于簡化和整改流量，符合生產(chǎn)的要求，同時也避免資源浪費。

3.3 設(shè)置氮封系統(tǒng)

在工作者的反復(fù)試驗情況下，對爐口的煙罩進行改造，改造成為壓縮空氣，然后進行密封，在這樣的情況下，可減少氮氣的消耗和使用。在進行改善氣流時，需要保持溜管始終處于干燥狀態(tài)中。同時，還需要將氧封與氮封連接槍位的地方進行改造，在依據(jù)爐口情況進行判斷，是否運用PLC程序進行控制閥門，這樣不但可以對設(shè)備起到很好的保護作用，而且也可以節(jié)約氣體，進一步提高氮氣使用率。在設(shè)置氮封系統(tǒng)中，需要嚴格按照相關(guān)設(shè)立要求進行。

3.4 建立自動監(jiān)控系統(tǒng)

為解決現(xiàn)場通訊總線太長的問題，可以采用先進的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和相關(guān)總控制線技術(shù)，實現(xiàn)"集中管理，分散控制"的目的。同時根據(jù)系統(tǒng)運行情況，在適當?shù)那闆r下，建立自動監(jiān)控系統(tǒng)。在工作中，調(diào)試人員都負責(zé)著自己應(yīng)負責(zé)的那部分工作，最后所需要的6個PLC程序也是由每一個單獨負責(zé)一部分組合而成的。但這一工作模式會產(chǎn)生一個弊端，當PLC開展信息聯(lián)絡(luò)時，這六個PLC程序當中的某個程序會影響到系統(tǒng)的整體性能，使之無法統(tǒng)一到一個大的項目中來，這樣依賴就特別容易發(fā)生信息丟失的情況?？梢栽诒O(jiān)控站上安裝所需要的軟件，達到整合PLC程序目的，形成一個較大的系統(tǒng)，既優(yōu)化了系統(tǒng)，也提高了管理效率。

4 結(jié)語

在多年的實踐過程中，電氣煉鋼自動系統(tǒng)得到不斷完善。目前通訊網(wǎng)絡(luò)與PLC設(shè)備的設(shè)計是非常安全和穩(wěn)定的，隨著自動化技術(shù)的廣泛運用，相信電氣煉鋼自動系統(tǒng)也會得到更好的改進。

參考文獻：

[1]吳曉峰等.PLC在萊鋼轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].冶金自動化，2010（05）：55-57.endprint