PLC在高爐自動監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

張龍

摘 要：隨著科技水平的不斷進步，現(xiàn)代化的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷應(yīng)用，計算機系統(tǒng)的應(yīng)用給各行各業(yè)都帶來了較大的收益。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，自動化技術(shù)的應(yīng)用不斷增多，在許多鋼鐵企業(yè)中，其加工工藝都比較復雜，使用的設(shè)備也比較分散，這就需要在加工過程中增強監(jiān)控的力度。PLC的運用能夠?qū)庸すに囘M行有效的監(jiān)控，在保證正常生產(chǎn)的情況下，也能夠使生產(chǎn)效率有所提高。本文針對高爐自動控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：PLC；高爐；自動監(jiān)控；系統(tǒng)

在高爐自動監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC和現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用是工業(yè)生產(chǎn)中主要的運用方式，使用PLC能夠?qū)ιa(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)以及設(shè)備的各項參數(shù)進行嚴格的控制，并將獲得的數(shù)據(jù)傳輸給計算機，利用這種方式對高爐生產(chǎn)過程進行有效監(jiān)控。本文以某鋼鐵公司為例，介紹PLC在高爐自動監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

1 高爐自動控制系統(tǒng)的硬件組成

該鋼鐵公司利用下位機PLC作為CPU的主要控制系統(tǒng)，并利用WINCC6.0進行上位監(jiān)控，并使用WindowsXP系統(tǒng)作為軟件操作的平臺。為了有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，上位機使用雙纜上位機雙纜熱備冗余，下位機使用雙機雙纜熱備冗余。系統(tǒng)配備雙CPU半熱備冗余作為主機系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行的過程中，CPU處于帶電運行的狀態(tài)，當運行中的CPU出現(xiàn)故障時，需要使用備用CPU，并對其進行手動通電，從而保證了PLC的正常運行。在這個系統(tǒng)中，兩臺上位機同時工作，并且在系統(tǒng)的上位機和主機電源之間產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，需要設(shè)置幾個遠程站柜，并讓其處于不同的控制室中，還要保證遠程站柜與主站之間的網(wǎng)絡(luò)為現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，如果上位機和下位機不同，則需要使用光纜進行通信。

2 高爐自動控制系統(tǒng)的軟件

⑴高爐自動控制系統(tǒng)以WindowsXP作為主要的操作平臺，編程軟件中使用西門子STEP7作為軟件包，通過對WINCC的開發(fā)和利用，實現(xiàn)了對設(shè)備的控制。PLC系統(tǒng)的主要功能為：能夠按照鋼鐵公司的生產(chǎn)要求，對所需要的配料及順序進行自動設(shè)置，通過系統(tǒng)控制將配料按照指定的順序輸送到中間斗中，并利用配料車將配料運送到爐頂?shù)氖芰隙分校詈蟾鶕?jù)相應(yīng)的配料需求來將不同配料輸送至高爐內(nèi)部，通過這一過程實現(xiàn)自動化配料以及監(jiān)控。

⑵在對槽下進行配料時，需要分14個稱量斗，并將稱量斗呈對稱的方式分布在軌道兩邊，在分配配料時，需要通過中間配料桶按照規(guī)定將配料裝置在礦斗里，并根據(jù)代碼中設(shè)定的具體量來稱量配料，根據(jù)配料桶來進行下料。

⑶在選擇布料方式時，需要根據(jù)布料器的布置情況來決定，布料器的控制方式為變頻器控制，能夠從不同角度對布料器的狀態(tài)和布料器所處位置進行顯示。布料系統(tǒng)需要和槽下系統(tǒng)進行結(jié)合才能發(fā)揮其功能，從而實現(xiàn)其對高爐上料過程的有效控制，保證爐料能夠按照生產(chǎn)中的規(guī)定和要求加入到料罐中，還需要對爐頂設(shè)備進行控制，這樣才能使布料的全程都得到有效控制。在自動監(jiān)控系統(tǒng)控制過程中，需要根據(jù)加工要求對布料溜槽的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和傾斜角度進行精確設(shè)置，以保證工作人員在進行操作時能夠更加靈活和便利，在遇到常見問題時，可以通過定點布料來緩解問題，在布料不均勻時，能夠利用多圈環(huán)形的方式進行調(diào)節(jié)。當系統(tǒng)按照指令要求將配料裝到受料斗后，應(yīng)該使用均壓放散閥將料罐卸壓，結(jié)束后開啟上密閥，并開啟上擋料閥，這樣就能使配料進入到料罐中，裝料工作結(jié)束后，需要將上密閥和上料閥關(guān)閉，并將均壓放散閥關(guān)閉。

⑷為了精確布料，高爐的爐頂應(yīng)該設(shè)置爐內(nèi)成像設(shè)備，利用氨氣流套筒進行保護，操作室內(nèi)配備監(jiān)視器，以便觀察爐內(nèi)情況，同時利用分析軟件對燃燒分布情況進行分析，并顯示在計算機上。布料方式的靈活多樣使布料的質(zhì)量有所提高，也提高了高爐的利用率。在小高爐中，無料鐘爐頂具有維修方便、密封性好、布料靈活等特點，是高爐設(shè)備發(fā)展的主要方向。變頻器的使用，能夠提高控制的精度，也能節(jié)約大量電力資源。

3 HMI監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

該公司采用的是WINCC6.0，實現(xiàn)了對系統(tǒng)的集中控制，能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行收集、報警和顯示，從而使工作人員能夠及時了解現(xiàn)場的狀況。系統(tǒng)的運行狀況和設(shè)備能夠通過WINCC來展示，同時也能對設(shè)備的控制順序和運行情況進行監(jiān)控，及時解決設(shè)備中存在的問題，保證設(shè)備能夠正常運行。在系統(tǒng)的操作區(qū)中，主要有布袋除塵、高爐監(jiān)控操作、槽下上料和熱風爐操作控制幾個部分，分系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)要能夠共享。槽下上料是針對皮帶運行、料車上料、槽下稱量斗的配料比進行控制，在監(jiān)控系統(tǒng)中需要安置一定數(shù)量的操作臺，以便對頂溫、頂壓、冷風流量和爐溫進行控制，并根據(jù)高爐的運行情況來控制閥門的啟動和關(guān)閉。熱風爐系統(tǒng)操作臺主要是對熱風爐的運行狀況和運行指標進行監(jiān)控，并對爐溫進行控制。布袋除塵系統(tǒng)能夠?qū)γ簹膺M行除塵和處理工作。通過WINCC進行監(jiān)測，能夠使高爐系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)聯(lián)系在一起，并對系統(tǒng)的運行狀況進行有效監(jiān)控，從而降低設(shè)備故障的發(fā)生，也能保證設(shè)備的安全運行。

4 總結(jié)

在高爐自動監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC，能夠?qū)ιa(chǎn)的全過程進行有效監(jiān)控，這樣不僅能夠是高爐的工作效率，還能做好監(jiān)控工作，從而保證了高爐的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，使高爐的生產(chǎn)更加快捷而穩(wěn)定，也促進了高爐生產(chǎn)工藝的進步，進而能夠促進我國工業(yè)朝著可持續(xù)發(fā)展的方向前行。

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