PLC在煉鋁轉爐傳動控制的應用

劉百宜

摘 要：隨著科技發展的進步，近些年PLC方面技術的巨大突破，使得PLC的使用范圍越來越廣泛。特別是在重工業的生產中PLC可以起到很好自動化控制作用，使得工業生產效率更高，安全性能更可靠。下面文章就根據PLC的特點簡要的介紹一下PLC在煉鋁轉爐傳動控制的應用。

關鍵詞：PLC；煉鋁；轉爐傳動控制；自動化

引言

PLC技術的不斷發展，使得PLC系統在工業企業的應用進一步加大。現在很多煉鋁企業已經普遍實現了采用PLC對電氣和自動化的控制。眾所周知煉鋁過程中轉爐工作非常的復雜，在工作中監測參數多，設備的動作相當的頻繁。對其參數的監測正確與否、以及電氣和自動化控制水平的高低直接決定著煉鋁質量的好壞，同時也關系到產量的高低。所以，擁有一套能夠精確監測參數、以及精準自動控制的系統對煉鋁工業是非常重要的。

1 工藝概述

和其他的大部分轉爐一樣，轉爐系統主要是將鋁礦物質經過高溫融化成鋁水，同時在高溫融化的過程中將產生的水蒸氣和煤氣回收再利用。要知道想完成整個煉鋁過程光憑一個轉爐是不夠的，整個轉爐生產工藝設備不僅包括除塵和煤氣回收系統，還包括有：氣化冷卻系統、能使氧氣槍橫向移動的系統、活動煙罩、轉爐傾動，轉爐本身；還有相應的輔助設備比如對物料的上料設備，投料設備，還有鋁渣運輸車等；也包括氮氣、氧氣、氬氣輸送和排出系統。

2 PLC控制系統功能及應用

2.1 轉爐傾動控制

在整個煉鋁過程中，轉爐傾動控制系統是比較重要的環節也是非常復雜的過程。在控制中要把握好主從控制合理切換，對負荷的調節也必須要達到平衡。其中的傾動抱閘是由PLC控制的，所以要完成以上動作就要通過PLC的有效指令以及傳動系統的完美配合。其中利用的是SCL語言，完成對整個工藝要求的編寫，編寫的內容包括了轉爐的傾動速度，同時通過對傾動的速度計算得出傾動的角度然后自動的切換成CFC的工作模塊，這樣使PLC控制的效果非常好，而且可以根據具體生產需要進行改變。在轉爐傾倒的過程中，最怕的就是傾動的失控，一旦失控后果將不堪設想，所以在傾動的工程中做了很多的保護措施，例如對傾倒角度的監控，變化速率的監控，及時剎車功能以及連鎖抱閘功能。

2.2 對氧氣槍的升降控制

在實際控制中主要是對氧氣槍的精度控制以及對防止墜槍的控制。氧氣槍的抱閘系統控制過程是由變頻器內部存在的功能塊完成的；升降的控制也是由CFC內部的功能塊來實現的，這個功能塊還可以對氧氣槍的上升速度控制，同時對各個上升速度區的變化進行實時的監控和切換。所以，即使在外部強烈的干擾下，也可以通過PLC對氧氣槍的升高地點進行確認之后將其送入待吹的位置。可以說氧氣槍的有效控制直接關系到整個煉鋁過程的成功與失敗，所以對其的控制一定要準確無誤，不僅對距離和角度上的控制要到位，時間的控制更是關鍵，多一分少一秒都會影響到煉鋁的過程以及實際產出的鋁的品質和外觀，可見其控制的重要性。

2.3 對于氧氣槍的吹煉、溶劑的加料自動化控制

由于制動控制在一開始很多值都是控制好的。預先根據氧步設定表，和底吹設定值表等，PLC會根據實際需要的百分比來自動切換各個階段和時期的設定值，總是使得氧氣的供給和使用達到一定的平衡。同時還要控制介質閥門，對下料設備進行稱重看是否符合標準要求，對氧氣槍的高度以及氧氣供給的數量等都可以做到精確的控制，在給轉爐的投料中對時間的把握也是PLC要完成的控制。以上控制要想精確實現就一定要通過PLC系統的控制和調節。

2.4 各PLC之間通訊的不同處理方法

由于整個煉鋁過程中分別有很多的PLC控制，為了防止控制的混亂，在控制中它們在通訊上采取了不同的處理方法。比如，轉爐本體的PLC控制和外界的PLC的控制是可以進行雙向通訊的，它們的實現過程是通過SFB12和SFB13來完成的；在煉鋁中有熱備系統和非熱備系統之分，它們之間也是可以通過雙向通訊的，不過要調用CFC庫中的FC50和FC60，才能夠真正的實現兩種的通訊；還有一些特殊情況比如在煉鋁時一些設備是完全不可以停機的，它們之間的PLC通訊顯得比較的復雜，具體的方法如下：需要提前在不允許停機的PLC中人工的建立一個可以用來通訊的模塊即DB模塊，然后對其下載然后安裝到PLC中。這一個過程是不需要停機就可完成的，然后在另一方的PLC中建立連接，讓這一方的PLC采取調用功能，在對方和本方填寫上BD模塊的地址，這樣雙方就可以通過調用BD模塊來完成信息的交流使得雙方實現了相互之間的通訊，在這個過程中雙方PLC都沒有都沒出現停機情況。

2.5 OS站的HMI系統

為了更好的完成整個煉鋁的過程，我們要求HMI的畫面要極其完整，能夠很詳細的展現實際情況以及整個的工作流程，所以對畫面的要求是非常高的：即像素要求高，最好可以呈現出立體的模式。每一個單體的顯示設備在操作過程中一定要是統一的，功能上一定要齊全。通過技術的改進可以由PCS集成WinCC6.0，此技術是通過將圖形庫和畫面系統進行整合設置和粘貼等方法來實現HMI的界面顯示，這樣做出的畫面清晰漂亮且非常符合整個過程的要求。利用WinCC6可以提供很好的界面制作平臺以便進行標準的操作，還可以找到PID參數的調節界面。很好的利用OS站的WinCC6可借助于其中的VSB腳本，可以在ORACLE中輕松的找到支持它的數據庫并且可以實現對其直接訪問。所以要想很好的了解轉爐的實際工作情況以及一些比較重要的參數，可以事先建立或者注冊一個表格的控制文件，但是這個文件需要動態的鏈接庫文件，這時候才可以利用VBS的腳本來實現控制文件的調用，最終可以清楚的看到轉爐的有效參數和變化數值。

3 結束語

煉鋁轉爐傳動控制過程是非常復雜的過程，一旦控制不好不僅影響煉鋁的質量和產量更重要的是很有可能引起非常嚴重的事故。所以說一個好的自動控制系統對重工業的生產安全是非常重要的。PLC在煉鋁轉爐傳動控制和應用可以很好的對整個過程進行有效控制，既節省了人力也提高整個生產中的生產效率。其在整個系統控制過程中是非常高效的，其安全性能也是可靠的，所以利用PLC作為煉鋁轉爐傳動控制系統是非常必要和關鍵的。

參考文獻

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