PLC在鋼鐵冶金企業(yè)電氣自動化控制中的應(yīng)用

馬孟雷， 段玥彤

（1.江蘇沙鋼集團有限公司， 江蘇　張家港　215600；2.張家港中等專業(yè)學(xué)校， 江蘇　張家港　215600）

引言

伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)的發(fā)展都趨于現(xiàn)代化、信息化，鋼鐵冶金企業(yè)也不例外，各種自動化技術(shù)應(yīng)用為冶金工業(yè)的飛速發(fā)展提供了有力基礎(chǔ)。PLC技術(shù)是一項重要技術(shù)，是自動化的三大支柱之一，PLC技術(shù)的引進給整個冶金工業(yè)帶來翻天覆地的變化[1]。

1　PLC基本概況

1.1　PCL簡介

PLC（Programmable Logic Controller）即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，通過數(shù)字或模擬式“輸入—輸出”控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC技術(shù)與冶金工業(yè)的結(jié)合，不僅可以提升其產(chǎn)品生產(chǎn)效率、生產(chǎn)總量和生產(chǎn)質(zhì)量，而且還能提高產(chǎn)品生產(chǎn)程序的整體經(jīng)濟效益，滿足市場需求，更能為企業(yè)履行節(jié)約型社會任務(wù)、優(yōu)化利用能源資源提供重要保證。

1.2　PLC控制技術(shù)在鋼鐵冶金企業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢

一方面，PLC控制技術(shù)在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)線中的使用，能夠從根本上提升工作人員的工作環(huán)境。通過對鋼鐵生產(chǎn)流程的再現(xiàn)，利用靈活多變的語言設(shè)置功能，重新構(gòu)建智能自動化的生產(chǎn)流程，減少工作人員的流程參與程度，提升整個鋼鐵行業(yè)的技術(shù)含量。另一方面，PLC控制技術(shù)能增強穩(wěn)定安全的生產(chǎn)適應(yīng)性。以往的生產(chǎn)線控制技術(shù)沒有很好地完成鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)需求。PLC技術(shù)雖然內(nèi)部仍然使用了接口、繼電器等設(shè)備，但是卻進行了全新的流程設(shè)計。通過編程，設(shè)備可完成各種精確、安全的復(fù)雜任務(wù)。從根本上提高了作業(yè)效率，保障了鋼鐵生產(chǎn)。

2　PLC控制技術(shù)在鋼鐵冶金工業(yè)中的應(yīng)用

2.1　應(yīng)用于煉鐵除塵

當(dāng)前PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛運用到冶金工業(yè)的多個方面，比如產(chǎn)品性能、安全性能、維護性能等方面。PLC已經(jīng)成為冶金不可忽視的重要組成，PLC技術(shù)也在鋼鐵生產(chǎn)的多個流程中起到了重要的作用，比如采礦、燒結(jié)、鑄造、除塵等流程。以除塵站為例對PLC技術(shù)的采用進行說明。除塵器的組成包括控制柜、空壓機、水泵、水箱等多個部件。運行過程是控制柜控制水泵將水箱中的水送入水管，通過壓力的變換將水流變成高壓水柱，對產(chǎn)品進行沖洗，達到除塵效果。引入PLC技術(shù)后，工作人員能夠準(zhǔn)確地掌握水箱水位、水溫、水柱壓強等多個參數(shù)，從而進行有針對性的調(diào)整控制，使得對于除塵流程的控制更加簡便、精確，保障灰塵清洗的效率[2]。

2.2　應(yīng)用于電氣自動化控制

作為能源消耗大戶的鋼鐵企業(yè)，雖然生產(chǎn)的產(chǎn)品對于國計民生具有重要的作用，但是生產(chǎn)的環(huán)境卻長時間處于惡劣的狀態(tài)，嚴重影響著工作人員的身體健康。受限于生產(chǎn)工藝等因素，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程不可避免大量具有污染和腐蝕特性的粉塵、氣體等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。不僅僅對自然生態(tài)環(huán)境造成了難以挽回的影響，而且引發(fā)了現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的線路故障，影響鋼鐵企業(yè)的正常生產(chǎn)活動。PLC的使用可以讓鋼鐵企業(yè)不再擔(dān)心陷入線路故障的泥潭中。得益于編程、存儲器等的使用，PLC技術(shù)將生產(chǎn)流程進行了更加科學(xué)的規(guī)劃，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的儲存，達到減少人工參與、提升生產(chǎn)效率的目標(biāo)。PLC的使用為鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)提供了更加高效的解決方案。

2.3　應(yīng)用于電動機變頻調(diào)速

除塵機用于出鐵前對于產(chǎn)品的粉塵清理，如果不能及時對除塵機進行控制，就會面臨不能及時除塵或者增加能耗的困難局面。PLC技術(shù)的使用就能完美解決除塵機介入的時機問題。PLC通過指令系統(tǒng)控制，在PWM向電動機發(fā)出指令時，對電動機進行控制，包括運行、停止、速度調(diào)整等。對除塵機介入的時間，利用現(xiàn)場爐臺紅外感應(yīng)器，及時傳送溫度信號。當(dāng)高爐出鐵時，溫度急劇上升，PLC接到高溫信號對變頻器發(fā)出指令，除塵機調(diào)整轉(zhuǎn)速對產(chǎn)品進行灰塵清理；當(dāng)除塵完成后，現(xiàn)場溫度下降，PLC接到低溫信號，對變頻器發(fā)出降頻指令，除塵機調(diào)整轉(zhuǎn)速降低能耗。

2.4　應(yīng)用于配料系統(tǒng)

冶金生產(chǎn)線中對于配料的要求很高，整個流程需要不斷地對配料進行配比計算、材料輸送、混合、加熱等，所以對于配料工藝的提升一直有很大的需求。特別是對于材料的配比控制具有較高的要求，需要精確掌握不同狀態(tài)下，各種配料的比例。PLC技術(shù)的使用，將物料的配比計算、傳送、處理等操作都交給自動化的設(shè)備進行，全程由變頻調(diào)速喂料機控制。自動配料系統(tǒng)的引入將工作人員從繁瑣的流程中解放出來，避免了因人工過多參與而導(dǎo)致的失誤頻發(fā)。多個配料系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)合為一體，在配料控制軟件的計算下，生產(chǎn)效率大大提高。冶金生產(chǎn)線的生產(chǎn)環(huán)境條件不高，工作人員不僅面臨著危險，而且不能保證配比的準(zhǔn)確性，因此引入PLC不僅保證了人員的安全，而且保障了配料流程的快捷。

3　PLC技術(shù)在冶金工業(yè)自動化應(yīng)用中的前景分析

在電氣自動化領(lǐng)域中，PLC技術(shù)表現(xiàn)出了巨大的技術(shù)優(yōu)勢，幫助鋼鐵冶金企業(yè)大大提升了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和高效性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)也將不斷地完善和提高[3]。

3.1　網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化進一步完善

當(dāng)前的控制系統(tǒng)已經(jīng)引入了DSC技術(shù)，但是沒有充分發(fā)揮其優(yōu)勢。PLC技術(shù)的發(fā)展就需要汲取DSC技術(shù)優(yōu)點，不斷完善自身的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化程度，成為我國工業(yè)自主化進程中的重要支撐。

3.2　抗干擾能力進一步提高

鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)過程，遍布著電磁干擾，對自動化技術(shù)具有很高的要求。如果不能抗拒電磁的干擾，就無法準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)的處理和信號的傳輸就更無從談起。PLC技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)出了很強的抗干擾能力，但是仍然具備提升的空間。如何加強PLC技術(shù)在惡劣工業(yè)環(huán)境下的抗干擾能力，是需要進一步進行研究的課題。能夠更好地為電氣自動化發(fā)展提供技術(shù)支持。

3.3　大型數(shù)字化系統(tǒng)的自主集成能力進一步提高

鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)流程涉及的系統(tǒng)眾多，如果能將這些系統(tǒng)進一步整合集成，就能加強對數(shù)據(jù)的獲取、處理、傳輸、挖掘等，對生產(chǎn)流程的控制將更加全面和精確，提升企業(yè)的核心競爭力。

3.4　自動化服務(wù)水平進一步提高

自動化技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展不可或缺的推動力，對于服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化也需要進一步的提高。研究如何將自動化設(shè)備智能化、微型化、集成化，完成更加高效的控制。

4　結(jié)語

計算機通訊技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，加強了整個工業(yè)鏈運行的穩(wěn)定性，推動了冶金工業(yè)的快速進步。隨著科技的發(fā)展和進步，PLC技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)上還將有更廣闊的發(fā)展空間。

[1]蔡成聞，杜玉紅.PLC在冶金工業(yè)自動化中的運用研究[J].江西建材，2017，15（3）：280-281.

[2]蔡亞潔.論鋼鐵企業(yè)PLC數(shù)字化控制及其電氣運行主要技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，22（2）：189.

[3]許亮.冶金工業(yè)自動化中PLC技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（6）：94-95.