PLC在冶金企業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用

文/林仁華

1 PLC概述和優(yōu)勢(shì)

PLC是指可編程邏輯控制器，采用可編程的儲(chǔ)存器，通過(guò)數(shù)字或者模擬形式控制機(jī)械或者生產(chǎn)過(guò)程。它于冶金工業(yè)相結(jié)合，提高了冶金企業(yè)生產(chǎn)的效率、質(zhì)量和生產(chǎn)總量，為企業(yè)創(chuàng)造了更好的效益并滿足了市場(chǎng)的需求。

PLC技術(shù)在冶金企業(yè)生產(chǎn)中，能夠通過(guò)靈活的語(yǔ)言設(shè)置功能，重新構(gòu)建生產(chǎn)流程，從根本上提升了人工生產(chǎn)的環(huán)境問(wèn)題和勞動(dòng)強(qiáng)度。再者PLC技術(shù)通過(guò)智能編輯，可精準(zhǔn)的完成各種復(fù)雜的任務(wù)，保證了企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效益上的提升。

2 PLC控制技術(shù)在冶金自動(dòng)控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在當(dāng)前階段已經(jīng)被應(yīng)用到銅冶金企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，從原料裝卸用的龍門吊、配礦用的抓斗吊、輸送原料的管帶機(jī)、自動(dòng)配料系統(tǒng)到冶煉、澆鑄陽(yáng)極銅的圓盤驅(qū)動(dòng)；從陽(yáng)極銅板的整形機(jī)組、電解專用行車吊裝至電解槽；從電解整流機(jī)組至陰極銅的剝片、打包機(jī)組，都離不開PLC的應(yīng)用，PLC控制技術(shù)都起到了非常重要的作用，貫穿著整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。PLC技術(shù)已經(jīng)成為冶金企業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的部分。

2.1 PLC技術(shù)應(yīng)用于銅冶煉企業(yè)的冶金包子吊車上

在這里以熔煉工序應(yīng)用較為廣泛的，科尼公司生產(chǎn)的85t冶金包子吊為例進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明：包子吊配備西門子S7-300PLC，科尼防晃驅(qū)動(dòng)，總線控制，觸摸屏HMI6(人工智能界面)。包子吊配備了防晃系統(tǒng)，能夠使得包子吊起載荷時(shí)控制著包子內(nèi)銅水最小程度地?fù)u晃，保持包子的平穩(wěn)。防晃系統(tǒng)監(jiān)測(cè)操作司機(jī)發(fā)出的操作指令，根據(jù)載荷的擺長(zhǎng)計(jì)算防晃的速度控制量，控制著大車速度和小車速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，速度控制方式采用變頻調(diào)速系統(tǒng)。

2.2 PLC技術(shù)應(yīng)用于雙圓盤澆鑄機(jī)的電氣自動(dòng)控制中

2.2.1 圓盤澆鑄機(jī)概述

雙圓盤澆鑄機(jī)組是由兩套18個(gè)鑄模的澆鑄機(jī)組，共用一套自動(dòng)定量澆鑄系統(tǒng)、配有兩套陽(yáng)極提取裝罝和輸送裝罝、兩套廢陽(yáng)極板提取裝置、兩套陽(yáng)極模噴涂系統(tǒng)、兩臺(tái)陽(yáng)極板和鑄模噴淋冷卻系統(tǒng)等組成。

2.2.2 工藝過(guò)程

圓盤驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)圓盤上18個(gè)鑄模旋轉(zhuǎn)。冶煉完成后的陽(yáng)極爐銅水，通過(guò)固定溜槽，流到中間包內(nèi)屯集。再將匯集在中間包銅水快速倒入澆鑄包中，澆鑄包裝有一個(gè)稱重控制裝置。當(dāng)澆鑄包中裝入設(shè)定量的銅水后，并且圓盤澆鑄機(jī)的澆鑄模轉(zhuǎn)到合適澆鑄位置時(shí)，控制系統(tǒng)準(zhǔn)確地控制澆鑄包向模子倒入設(shè)定量的銅水澆鑄，使每塊澆鑄模的銅水重量一致。 在澆鑄模澆鑄完成后，中間包里的銅水再向澆鑄包傾倒。控制系統(tǒng)控制圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使模子轉(zhuǎn)到下一個(gè)澆鑄位罝，以便進(jìn)行下一個(gè)模澆鑄過(guò)程。澆鑄了銅水的陽(yáng)極模用噴淋冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻降溫。調(diào)控噴淋冷卻的水量是由電磁閥的開度大小來(lái)控制。冷卻后陽(yáng)極板模通過(guò)預(yù)頂裝置將陽(yáng)極板與模子之間松開。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極板有澆鑄缺陷或預(yù)頂時(shí)變形較大等被判定為不合格陽(yáng)極板時(shí)，廢陽(yáng)極板提取裝置需將不合格的陽(yáng)極板提出。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)陽(yáng)極板轉(zhuǎn)到取板位置時(shí)，陽(yáng)極板再次被頂起，陽(yáng)極取板機(jī)夾住陽(yáng)極板兩側(cè)，將陽(yáng)極板提起放入冷卻水槽中。水槽的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，將堆垛好的陽(yáng)極板送到水槽末端后，升起裝置將陽(yáng)極板升起一個(gè)高度后，陽(yáng)極板被叉車運(yùn)走。 陽(yáng)極板取空后的空模子轉(zhuǎn)到陽(yáng)極模噴涂系統(tǒng)的位置時(shí)，噴涂上硫酸鋇或其他類似的噴涂材料，以便下一個(gè)澆鑄和脫模。 陽(yáng)極澆鑄機(jī)的控制系統(tǒng)包括完善的緊急聯(lián)鎖和安全裝置，以保護(hù)設(shè)備安全。

2.2.3 控制系統(tǒng)

每一圓盤澆鑄機(jī)自動(dòng)控制，采用PLC控制，系統(tǒng)選用AB-ControlLogix 系列，1756-L63 CPU，集中控制方式；圓盤驅(qū)動(dòng)釆用AB變頻器帶編碼位置反饋，形成運(yùn)動(dòng)曲線，實(shí)現(xiàn)圓盤平穩(wěn)運(yùn)行，與PLC通訊由ControINet網(wǎng)絡(luò)鏈接；澆鑄控制方式參照奧托昆普控制模式結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工藝條件；撈板機(jī)為伺服比例閥，帶編碼器位置反饋，形成運(yùn)動(dòng)曲線，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的控制；圓盤操作分本地、遠(yuǎn)程和手動(dòng)方式。

3 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用的前景

隨著科技的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)也將不斷的提高。當(dāng)前階段中，控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用上了DSC，但是其技術(shù)優(yōu)勢(shì)還沒有完全發(fā)揮，PLC技術(shù)就需要吸取其優(yōu)點(diǎn)，完善自身技術(shù)高度，更好的服務(wù)于社會(huì)。另外，在抗干擾能力方面，PLC技術(shù)在這方面已經(jīng)表現(xiàn)出非常好的能力，但是仍有提升的空間，加強(qiáng)在惡劣環(huán)境中的抗干擾能力，是PLC技術(shù)目前需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。最后，冶金技術(shù)整個(gè)生產(chǎn)流程中涉及的環(huán)節(jié)和系統(tǒng)比較多，如何高效的完成集智能、集成、微型等一體化的研究，實(shí)現(xiàn)更高效的控制，相信不久的將來(lái)會(huì)有更好的科研成果。

4 總結(jié)

冶金企業(yè)中的生產(chǎn)和運(yùn)行的過(guò)程，都離不開電氣自動(dòng)化裝置，冶金企業(yè)生產(chǎn)的水平與電氣自動(dòng)化控制水平有直接的影響。PLC在冶金企業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，能夠促進(jìn)電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，并對(duì)其運(yùn)行效率也起到進(jìn)一步的提高。冶金企業(yè)要想保持長(zhǎng)期良好的發(fā)展趨勢(shì)，必須加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)的重視程度，用PLC技術(shù)的科研成果滿足冶金企業(yè)電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)的需要，進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。