PLC控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用

張亮健

摘 要：在高新技術(shù)的支持下，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)效率不斷提高，對(duì)促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。PLC控制技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被越來越多的應(yīng)用到鋼鐵工業(yè)內(nèi)，成為了工業(yè)自動(dòng)化控制的核心，具有強(qiáng)大的控制功能，在實(shí)際應(yīng)用中更是體現(xiàn)出編程簡(jiǎn)單、可靠性高以及結(jié)構(gòu)組合靈活等特點(diǎn)，具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。本文基于PLC控制技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)其在鋼鐵工業(yè)中應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù)；鋼鐵工業(yè)；自動(dòng)化

PLC即可編程程序控制器，在工業(yè)生產(chǎn)制造中應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。其主要是通過可編程存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)內(nèi)部程序，然后利用邏輯運(yùn)算、定時(shí)程序、順序執(zhí)行、技數(shù)操作以及算數(shù)操作等程序指令實(shí)現(xiàn)數(shù)字模擬輸入與輸出，對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)流程進(jìn)行可靠的自動(dòng)控制，對(duì)進(jìn)一步提高工業(yè)生產(chǎn)效率具有重要意義。

一、PLC控制技術(shù)特點(diǎn)

PLC系統(tǒng)主要包括電源系統(tǒng)、輸入輸出接口、中央處理器、存儲(chǔ)器、編程器以及通信接口等部分組成，部分PLC系統(tǒng)還添加了智能輸入輸出接口以及拓展接口模塊，在各行業(yè)的應(yīng)用中具有較強(qiáng)適應(yīng)性和實(shí)用性。對(duì)于PLC控制技術(shù)來講，可選擇的程序編程語言種類非常多，因此對(duì)于任何條件下的使用均具有較高的適應(yīng)性與靈活性。PLC控制技術(shù)的靈活性特點(diǎn)，決定其在實(shí)際應(yīng)用中拓展的可能性，并對(duì)外界的干擾因素具有非常強(qiáng)的抵抗能力，達(dá)到更高的控制效率，減少生產(chǎn)問題的產(chǎn)生。將PLC控制技術(shù)應(yīng)用到鋼鐵工業(yè)中，與計(jì)算機(jī)和應(yīng)用程序結(jié)合，來達(dá)到對(duì)所有生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程以及生產(chǎn)狀態(tài)的可靠控制，減少安全事故與質(zhì)量問題的產(chǎn)生，從根本上來提高綜合生產(chǎn)效率。[1]

二、鋼鐵工業(yè)PLC控制技術(shù)應(yīng)用方向

（一）電氣自動(dòng)化控制

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)對(duì)資源的依賴性非常大，能源消耗非常大，基于持續(xù)發(fā)展要求，必須要在原有基礎(chǔ)上來對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，確保在不影響生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低能源損耗。鋼鐵生產(chǎn)工藝專業(yè)性強(qiáng)，受原材料限制，實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的具有腐蝕性以及污染性的粉塵、氣體，除了會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染外，還會(huì)威脅到生產(chǎn)人員的安全，并且當(dāng)濃度達(dá)到一定限度后，還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備線路故障，影響正常生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)行?；诖藢LC控制技術(shù)應(yīng)用其中，通過其所具有的編程、存儲(chǔ)器等功能，來提高鋼鐵生產(chǎn)流程的規(guī)范性與高效性，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集與可靠存儲(chǔ)，不僅能夠隨時(shí)掌握各環(huán)節(jié)生產(chǎn)狀態(tài)，還可以減少作業(yè)人員數(shù)量，以自動(dòng)化控制代替人工操作，有效解決鋼鐵生產(chǎn)工藝以及環(huán)境存在的問題。[2]

（二）煉鐵除塵工藝

PLC控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用，主要集中在安全、產(chǎn)品以及維護(hù)等方面，取得了一定成果?，F(xiàn)在PLC控制技術(shù)逐漸成為鋼鐵工業(yè)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)ιa(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，例如燒結(jié)、炒礦、鑄造以及除塵等。以除塵工藝為例，一般所用除塵器主要為空壓機(jī)、控制柜、水泵以及水箱等部分組成，工藝實(shí)現(xiàn)的過程即控制柜來控制水泵將水箱內(nèi)水送入水管內(nèi)，改變壓力數(shù)值來將水流變成高壓水柱，來全面沖洗冶煉產(chǎn)品，達(dá)到除塵效果。將PLC控制技術(shù)應(yīng)用到除塵工藝中，可以對(duì)整個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，工作人員能夠隨時(shí)了解每個(gè)環(huán)節(jié)的執(zhí)行狀態(tài)，通過對(duì)水箱水位、水柱壓強(qiáng)以及水溫等參數(shù)的分析，來靈活調(diào)整工藝，確保更大程度上適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)需求，提高除塵工藝效率。[3]

（三）電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速

除塵工藝主要針對(duì)的為出鐵前產(chǎn)品的粉塵清理，想要達(dá)到最佳除塵效果，重點(diǎn)需要做好對(duì)除塵機(jī)的控制，確保在利用較少能耗的同時(shí)達(dá)到最佳除塵效果。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠可靠解決除塵介入的時(shí)機(jī)問題，其可通過指令系統(tǒng)控制，當(dāng)PWM向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令時(shí)，來對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行、速度以及停止等狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使其可以保持在最合適的運(yùn)行狀態(tài)。而對(duì)于除塵機(jī)介入時(shí)間的控制，主要是利用現(xiàn)場(chǎng)爐臺(tái)紅外感應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)，通過其傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)控制介入時(shí)間。當(dāng)高爐出鐵后，環(huán)境溫度會(huì)增高，溫度信號(hào)傳輸給PLC控制系統(tǒng)后，便會(huì)向變頻器發(fā)出指令，除塵機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整后來完成產(chǎn)品除塵清理。而在完成除塵工藝后，現(xiàn)場(chǎng)溫度不斷降低，低溫信號(hào)傳輸給PLC控制系統(tǒng)后，便可向變頻器發(fā)出降頻指令，相應(yīng)的除塵機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整降低能耗。這樣通過電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制，可以避免除塵機(jī)長(zhǎng)期維持同一轉(zhuǎn)速，達(dá)到降低能耗的效果。

（四）配料系統(tǒng)控制

鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量受配料工藝影響較大，因此可以將其作為PLC控制技術(shù)優(yōu)化的方向之一進(jìn)行分析。配料時(shí)需要不斷計(jì)算配比、材料輸送、混合以及加熱等，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)均有著嚴(yán)格要求。尤其是材料配比必須要保持較高精度，保證每種配料比例控制的準(zhǔn)確性。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了配比計(jì)算、傳輸以及處理等工序的自動(dòng)化操作，由變頻調(diào)速喂料機(jī)來代替人工管理，整個(gè)控制過程更為規(guī)范，杜絕了人為失誤產(chǎn)生的影響。并且，實(shí)現(xiàn)配料自動(dòng)化，還可以降低實(shí)際作業(yè)強(qiáng)度，并降低人工成本。同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以將多個(gè)配料系統(tǒng)綜合在一起，通過配料控制軟件的計(jì)算，使得生產(chǎn)效率大大提高。

三、PLC控制技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

PLC控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)以及其他行業(yè)中的應(yīng)用，會(huì)逐漸向多樣性方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)一個(gè)PLC系統(tǒng)靈活選擇多種編程語言。并且，PLC控制技術(shù)必定會(huì)對(duì)基礎(chǔ)功能進(jìn)行完善，提高運(yùn)算速度，以更大的存儲(chǔ)容量作為基礎(chǔ)，提高系統(tǒng)運(yùn)算能力，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝以及系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行可靠控制。另外，基于技術(shù)水平的不斷提高，在持續(xù)發(fā)展過程中，PLC硬件成本也會(huì)持續(xù)降低，但是為滿足不同行業(yè)應(yīng)用需求，軟件以及集成系統(tǒng)成本則會(huì)相應(yīng)提高，還需要引進(jìn)更多冗余備用技術(shù)、CPU結(jié)構(gòu)以及自診斷技術(shù)等，為系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供保障。

四、結(jié)語

PLC控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中應(yīng)用對(duì)促使行業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重要意義，不僅可以實(shí)現(xiàn)多種工藝的調(diào)整優(yōu)化，使得生產(chǎn)過程更安全和高效，還可以降低工藝生產(chǎn)對(duì)工作人員帶來的損害，真正意義上來提高生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾靈.PLC控制技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用[A].全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)、《冶金自動(dòng)化》雜志社.全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2015年會(huì)論文集[C].全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)、《冶金自動(dòng)化》雜志社，2015：2.

[2]方文龍.PLC在鋼鐵企業(yè)的運(yùn)用[J].科技風(fēng)，2014（09）：98-99.

[3]熊大軍，趙俊浩.PLC控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（21）：107.