淺析三煉鋼電氣控制系統(tǒng)

谷興坡

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?；诖?，本文主要針對煉鋼電氣控制系統(tǒng)方面的內(nèi)容進(jìn)行了分析探討，以供參閱。

關(guān)鍵詞：煉鋼；電氣控制系統(tǒng)；PLC

轉(zhuǎn)爐煉鋼為鋼鐵生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)，通過對轉(zhuǎn)爐關(guān)鍵設(shè)備冶煉過程的電氣控制進(jìn)行分析，來保證冶煉鋼水的溫度與成分滿足專業(yè)要求。對轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)狀來看，受鋼水溫度與碳含量檢測時間要求限制，再加上冶煉過程邊界條件變化頻繁，增大了冶煉生產(chǎn)過程控制的難度。為提高控制效率，需要結(jié)合智能技術(shù)來對控制系統(tǒng)進(jìn)行完善。

1煉鋼電氣控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐煉鋼控制系統(tǒng)主要包括人工智能、模式識別、專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)控制方式，通過模擬人腦的方式來對整個煉鋼過程進(jìn)行控制。智能控制系統(tǒng)有效實施的前提是收集數(shù)據(jù)，通過對大量數(shù)據(jù)的計算將結(jié)果告知計算機(jī)系統(tǒng)，確定煉鋼生產(chǎn)過程各項參數(shù)的最佳狀態(tài)，包括鋼種、溫度、吹氧量、散裝料加量、合金添加量以及出鋼時間等[2]。通過反復(fù)多次的訓(xùn)練，計算機(jī)系統(tǒng)便可以記住所有參數(shù)設(shè)定要求，然后在實際煉鋼時，遇到相似的情況，計算機(jī)系統(tǒng)既可以確定出一個合理的控制方案。這樣即可以避免假設(shè)因素與實際情況不符，以及各問題出現(xiàn)需要采取的解決措施，只需要根據(jù)系統(tǒng)給出的控制方案，便可以得到預(yù)計的結(jié)果。

2煉鋼電氣控制系統(tǒng)中存在的問題

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(yán)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。出現(xiàn)故障后查找故障原因復(fù)雜耗時長等弊端。

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(dāng)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下料口氮封和氧槍口氮封裝置進(jìn)行的。在實際工作中，如果發(fā)現(xiàn)爐口是朝上的，煙氣也會快速生成，此時如果氮封封不住就會導(dǎo)致煙氣外散。

2.4氧槍槍位監(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(jìn)行監(jiān)控。為保證煉鋼質(zhì)量，通常情況下會監(jiān)控氧槍來完成這一工作。這一監(jiān)控工作所需的設(shè)備有雙速電機(jī)編碼器驅(qū)動和自動化部的PLC進(jìn)行，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動開始運作時，編碼器設(shè)備的轉(zhuǎn)動也隨之同步運作，這樣一來，就使得煉鋼過程中槍位情況全部實時顯示到主機(jī)上。

3煉鋼電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化措施

3.1氧槍系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)完善

對于氧槍系統(tǒng)的完善是至關(guān)重要的，因為其關(guān)系到生產(chǎn)的安全問題，減免不必要的危險事故的發(fā)生。氧槍的槍位會隨著轉(zhuǎn)爐的吹煉時間而發(fā)生變化，我們可以把氧槍控制系統(tǒng)中的機(jī)械編碼器換成西門子智能編碼器，智能編碼器通過檢測卷筒轉(zhuǎn)動來得到正確的位移量，系統(tǒng)通過檢測到不同的位移信號來發(fā)出指令通過PLC程序來控制電機(jī)起停等。升級后氧槍升降控制系統(tǒng)具有運行可靠、響應(yīng)速度快、定位精度高、控制正確、調(diào)整方便等優(yōu)點。

3.2底吹系統(tǒng)的改造

底吹系統(tǒng)也是很重要的一個系統(tǒng)，它的構(gòu)造主要是從PLC上面進(jìn)行入手。這其中主要分為四套的模式，工作人員可以根據(jù)冶煉的不同時間段或者不同的氣體切換模式來自主選擇最合適的一種模式。有的模式主要是靠吹氮氣來切換成氬氣，有的是全程只使用一種氣。無論你采用哪種模式，在倒渣或者是出鋼等環(huán)節(jié)中就都應(yīng)該采用較低的流量進(jìn)行全程的吹氮氣。那么怎樣才能最好的把握這個度，就應(yīng)該根據(jù)吹氣流的不同需求，人員的操作經(jīng)驗，來選擇不同的位置，對流量進(jìn)行優(yōu)化，適當(dāng)?shù)臅r候適當(dāng)?shù)臍?，這樣既保證滿足生產(chǎn)的要求，又保證了不浪費。

3.3氮封系統(tǒng)的設(shè)立

通過工作人員的反復(fù)實驗，把爐口的活動煙罩改造成壓縮空氣密封，這樣的系統(tǒng)就能夠減少低壓氮氣的消耗。然后還要對電氣連鎖和氣流方面進(jìn)行改善，所以就要讓溜管保持干燥。同時將原來的氮封和氧封之間的連接處改造成槍位的連鎖，再根據(jù)爐況的判斷，用PLC程序來控制閥門，這樣就能做到既節(jié)約氣體，又可以保護(hù)設(shè)備，從而降低工作流量，最后就能夠提供氮氣的使用率。因此，對于氮封系統(tǒng)的設(shè)立與改進(jìn)是非常有必要的，這樣提高煉鋼的質(zhì)量。

3.4加強(qiáng)各系統(tǒng)的監(jiān)控

我們可以根據(jù)情況建立監(jiān)控大系統(tǒng)，設(shè)立監(jiān)控工程師崗位。在日常的工作中，調(diào)試人員每個人有每個人的工作，權(quán)責(zé)分明，最后的六個PLC的程序是單獨提供出來的。但是這也會帶來一個問題，就是本來是PLC進(jìn)行信息聯(lián)絡(luò)工作，然后單獨的程序就會造成整個系統(tǒng)不能集中在一個項目之中，很可能導(dǎo)致信息的丟失。為了解決這個問題，我們可以再監(jiān)控站上面安裝軟件，讓幾個PLC進(jìn)行整合，這樣就會形成一個統(tǒng)一的大系統(tǒng)。這樣一來，整個監(jiān)控就變得更可控，提高了管理人員對各系統(tǒng)的運行情況的隨時監(jiān)控。

結(jié)束語

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中外界條件經(jīng)常會發(fā)生變化，控制難度較大，進(jìn)而會影響煉鋼效果。為提高煉鋼質(zhì)量與效率，必須要在原有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，利用計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)以及智能技術(shù)等進(jìn)行完善，提高各項參數(shù)的合理性，降低外界條件變化對煉鋼效果的影響，達(dá)到提高轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)綜合效益的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶鈞，柴天佑，李小平，鄭萬，劉萬善，黎軍保.轉(zhuǎn)爐煉鋼智能控制方法及應(yīng)用[J].控制理論與應(yīng)用，2011（S1）：129-133.

[2]轉(zhuǎn)爐煉鋼過程控制中的人工智能技術(shù)[J].煉鋼，2015（03）：59-63.

[3]李彥平，潘德惠.轉(zhuǎn)爐吹煉后期動態(tài)終點控制[J].東北工學(xué)院學(xué)報，2017（4）：376～381.