PLC电气控制技术在炼钢精炼加料系统中的设计与研究

PLC电气控制技术在炼钢精炼加料系统中的设计与研究摘要：随着我国经济发展速度的不断增快，各行各业对钢材的需求越来越大，对钢材的质量要求也越来越高，因此，加强炼钢加料技术的研究和设计，使炼钢加料技术得到突破和改善是非常重要的。本文主要对PLC电气控制技术在精炼加料系统中的应用和设计进行了论述和分析，并结合一些系统程序阐述了该技术的优点。关键词：PLC电子控制系统炼钢技术辅料随着我国工业发展的不断深入，炼钢加料技术在不断完善和进步，近年来，出现了一种精炼电弧加热炼钢法，这种炼钢的方式是通过向炼钢炉中添加各种辅料，以使炼出发的钢材更具硬度强度的方法。那么，如何才能使加入的辅料符合炼钢的精度和热度等要求呢？PLC就可以很好的对精炼加料的精确度进行把控，这是一种用来控制辅料下填的电气控制系统，能够使精炼加料的科学性和可靠性增强。一、PLC控制系统的功能简介在钢材的精炼过程中，辅料填加是一个持续的过程，添加时不能突然停止。传统的辅料添加多为人工形式的，主要做法是用麻袋把料装好，在将装有辅料的麻袋抬到精炼炉旁边，在精炼炉的温度达到标准后，将辅料投入到炉中。可见，这种人工形式的辅料添加法步骤非常多，存在一定的危险性和污染，长期下来，会对人的健康造成不利影响。而PLC电气控制系统能够对加料过程自动控制，可以减少人力和物力，减少粉尘等污染物对人健康的影响。还能在一定程度上提高工业加工和冶炼的效率。该技术系统的各项硬件标准和规格见下表1：表1硬件设备表序号型号说明数量1振动给料设备ZG-29FYZ0-4-342振动输送设备TZC40-500FTZD60—5C23闸板阀DFC—1DTIA111—S24称重电动机Y122—315传感器CZL—YC-40016开关LX18-113B欧姆龙型3该系统的主要功能如下：（一）有料位的检测，设置的目的是对原料仓内储存的原料数量进行监视，如果原料仓内原料储量低于设置标准时，系统会及时报警，工作人员就可以及时对仓库内的原料予以补充。以使原料可以及时的供给炼炉房。（二）炼钢人员可以对各种原料的数量进行自动设定，设置的标准要按照精炼钢材的要求和钢种，还有充分结合添加辅料的数量。（三）对原料重量进行称量，称重料电动机车是对原料称重的重要设备，炼钢操作人员可以手动对承重小车进行移动，可以使其靠在任意位置上，以方便填料和冶炼。在电动小车移动到了规定的下料位置时，就会自动停止移动，不用人工对设备实施停止操作。（四）冶炼的物料加入小车料斗要匀速进行，在添加的同时称重传感器可以对物料承重效果进行显示，如果称重小车上的传感器在发出了信号给振动给料机以后，振动给料设备就会马上停止给料。（五）在称重小车移动到了卸料的规定位置后，冶炼精炉的扳闸就会打开，然后，精炼炉的加料振动给料机就会实施运行，在运行结束后，下料小车就会打开阀门，然后将小车内的原料倒入到振动的给料机中，然后原料再通过振动的输送机设备倒入精炼炉的蒸馏管内，最后通过蒸馏管将原料输送到精炼炉中进行钢铁的冶炼。在原料加入过程完成后，蒸馏管上的平板阀就会自动关闭，关闭的目的是防止冶炼中有害物质流出来。（六）该系统的生产工艺流程和图表可以为操作人们提供全面的冶炼信息，可以使操作人员及时获取更加精准的冶炼情况，为安全冶炼提供了保障。（七）系统会对设备的参数采集进行自动控制，如果采集的参数超过了规定标准，系统会自动发出报警，保证了生产的安全进行。（八）该电气自动控制系统上的操作部位和来自各个部件的反馈信息都输入到了计算机中，一些计算机逻辑关系都是通过计算机运行和解决的。通过计算机的使用可以减少使用电磁设备，能够节省很多的电力能源。二、PLC电气控制系统的程序设计该系统的程序设计应用了组织模块OB，这是连接系统操作和用户程序的接口。执行的具体程序为：CPU的启动和关闭；循环和时钟终止；系统故障；系统硬件中断。组该组织模块可以优先执行命令。可以对循环和程序驱动进行调整和控制，还可以编写各项控制器的启动模式，可以对CPU的动作和初始化方式进行控制，可对发生错误的系统进行调整。程序循环组织是系统程序中重要的组织模块，在OB1执行完了工作后，系统会再一次启动模块，在CPU也启动后，OB1就可以循环进行工作。OB1操作系统执行的功能为：CPU启动完成；控制系统到上一个循环周期。程序的执行过程见图1：图1系统程序的执行过程冶炼中钢包车是由4台13KW的电机驱动组成的，电机的变频器控制应用的VVVF变频调速系统。PLC会接受变频器的信号，并将信号传给HMI显示中心，在PLC输出了速度快信号到变频器时，可以对电机的速度和运转方向实施控制和调整。此外，在钢包车运行的过程中，会对危险信号发出报警。在系统的操作台和系统主机的操作台上，没有设置紧急停止按钮。因此，可在紧急状态下停止钢包车的运行，并且在符合条件的情况下，钢包车停止的位置还在原位，并可以在系统的操作台上显示出来。三、PLC电气控制系统下料程序的编写PCL电气控制系统的上位机为WonderwareInTouch，系统的下位机为Quantum，上位机和下位机都是应用的以太网通信实现信息传递的。该系统设计为双路通信，两种通信方式可以互相作用，如果一个失灵了，还可以应用另外一个。通过局域网可以将工程师站和操作师站联系起来，并且留有一个通信口。该系统分为五个区间段：（一）xialiao-analog区间段：该区间段对系统扩展程序进行了编写、对原料仓的下料频率程序进行编写，还可对小车的移动程序进行编写。（二）Shusongzhaban区间段：该区间断编写的程序为原料输送机的开关和闸板开关的运行程序。（三）Zhongjianwei区间段：该区间段是对原料仓和小车位置移动程序进行编写。（四）Xialiao区间段：该区间段编写的程序为下料程序，并对各个原料仓的下料情况进行计算。此外，在PCL电气自动控制系统中，还设计了电源模块，以对钢材的精炼系统进行电力补充，还应用了CPU模块和以太网，为系统的运行提供了网络支持，除了使用上述设施以外，系统还使用了CRA—221—9扩展系统。一般，如果模块的接线没有阻碍，需要再编写一个扩展程序。在原来的系统模块上输出ACO—210—00，并接在各个扩展的模块插槽上。在生产过程中，对于一些体积过大的岩石不能进行下料，会影响到正常的生产。但是PCL系统可以设置成最大的下料频率，最大下料值可以达到50Hz，在系统的上位机中操控频率调节按钮，系统就可以自动出现下料频率界面。结语：本文主要对PLC电气自动控制系统的各项硬件设备要求的应用进行了论述，并在上文中对PCL电气自动控制系统的应用程序设计进行了分析和研究，表现了这种电气自动控制系统对于钢材的冶炼和下料都具有重要意义。在以后的炼钢精炼加工系统中，多多应用这种自动化技术既能节省人力和物力还能保护环境，是一项节能环保的技术。参考文献：[1]王晓侃.基于双证对接模式的“电气与PLC控制技术”课程项目化教学设计与实践[J].工业和信息化教育,2014(4).[2]吴海燕.中职电气及PLC控制技术生本课堂教学探究--以《分析与排除CA6140车床电气故障》项目为例[J].职业,2014(20).[3]李旭林,白景刚.电气自动控制技术在除尘器系统中的应用[J].中国高新技术企业,2014(17).[4]周佐良,林海燕,王梅等.西门子SIMOLINK主从控制技术在转炉倾动中的应用[J].电气时代,2009(9).[5]秦璐.RH真空精炼控制系统PLC程序设计[D].电子科技大学,2009.[6]王国燕.大型炼钢转炉全自动加料技术的研究与工程实践[A].中国计量协会冶金分会2012年会暨全国第十七届自动化应用技术学术交流会论文集[C].2012.修改意见：1、希望有更多的图表，增加文章的说服力，比如程序编写章节能有一些PLC程序的截图，以及硬件设计图2、关于系统功能的说明，语言简练精简，这一块内容不需要占这么大的篇幅3、希望文章的主要篇幅放在硬件设计的说明，与软件设计即程序设计的说明上，比如给出一部分硬件设计的电路图再加以说明解释，给出PLC程序设计的截图等，不需要很完整，但是多少还是需要一些的，说好的是程序设计，但是整篇文章下来一点程序都没有4、本篇文章唯一的一个程序流程图，希望不是直接截得别人的图，能自己用visio画出来5、参考文献能多一点，10篇以上，最好有一几篇核心期刊的参考文献