PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用

PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用

冯兵1朱哲璇2

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摘要：随着冶金行业的飞速发展，导致市场竞争加剧。对冶金行业而言，为了在激烈的市场竞争环境中获得更好的发展，就需要不断提升生产质量与生产效率。而PLC技术在冶金行业中的应用，就为冶金行业生产的企业发展带来了良好的机遇。

关键词：PLC；冶金连铸；电气控制系统

引言

在我国经济发展过程中，金属冶炼行业是一项非常关键的工业，冶金行业的生产效率直接影响着我国经济发展效率。在具体落实经济发展工作的过程中，金属制品逐渐被应用于建筑、船舶制造以及其他一些大型工程之中。就冶金连铸技术而言，该项技术能够有效缩短金属制品的制作时间，但是，以往的冶金连铸金属借助的是人工操作，效率低下。本文就PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

1PLC技术配置及优势

1.1配置

PLC控制系统由2套PLC柜体、2台控制站、1台工程师站和1台网络打印机组成其硬件配置，设置2台控制站是防止紧急情况控制失灵，保证系统的可靠性。冶金自动化生产的主机和辅助机器上运用了两套控制站，容错以太网接口模块、S7-400控制处理器、电源模块、冗余模块、I/O模块等构成其主要组成部分。而IntelCPU2.8GHZ是2台控制站和1台工程师站的主要配置，运用的是WindowsXPsp3操作系统和19LCD显示器，具有4GBRAM的存储容量。而其软件配置包括控制站的编程软件STEP7V5.5SP2、2台控制站FIX6.15运行版的监控软件、1台FIX6.15开发版的工程师站监控软件。

1.2优势

1.2.1自动化程度高

自动化程度高，也是PLC应用在冶金连铸电气控制系统改造工作中的一个主要优势，由于PLC属于逻辑控制，所有的指令都是根据是否满足所有条件而选择触发的，当液态钢加工完毕之后，系统就会触发蜗杆，将液态钢导入到连铸工作区，当连铸工作区的传感器感应到钢水到位之后，就会出发相应的机械设备动作，然后在加工完成之后，将加工成型的钢铁制品导出生产流水线，整个生产过程节省了大量的人力资源，而且有效的提高了整个生产流水线的工作效率，以及实际生产钢铁制品的产品质量，能够确保统一型号钢材的生产误差不超过1%。

1.2.2稳定性好

PLC，可编程控制系统，主要应用在工业控制领域。依托PLC实现对冶金连铸电气控制系统的改造，最大的一个好处在于，能够切实提高整个冶金连铸生产线的稳定性，由于可编程控制系统采用的是逻辑控制，每个输出都会有条件，如果该条指令输出的条件不满足，就不会触发相应的输出指令，从而实现对整个流水线的精准控制，整个冶金连铸工艺会按照提前编译好的程序执行，不会误动作，从而确保了整个系统的稳定性。而且，PLC实际动作的原理，是依靠输出指令触发继电器吸合，然后产生相应的输出信号，两个输出信号的触发继电器是相互独立的，不会产生干扰，从而实现了整个控制系统的稳定性。

1.2.3工作效率高

PLC采用的是顺序逻辑扫描法，也就是说，无论整个PLC内部编译了多少条程序，PLC在实际扫描的过程之中都会从第一条逐条开始扫描，并一直循环下去，实际PLC扫描一条指令的时间在0.02ms左右，所以，整个系统运行的速度非常快，当相应的输出指令满足条件的时候，设备就会按照PLC输出指令执行相应的动作。

2PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用

2.1大包回转台控制

电机带动大包回转台的旋转，并且经过定位从上升位一直下降到旋转位。在冶金连铸机的大包回转台中，并且在开展浇筑工作的过程中，需要及时做好待浇筑以及浇筑状态的切换工作，此过程需要回转台承受较大的压力，长期在旋转的状态下就会导致回转台产生波动。因此，应该不断提升旋转过程的工作效率，必要的情况下还需要加大对旋转时间和旋转速度的控制力度，以免长时间处于旋转的状态。大包回转台在旋转的时候，应该控制好旋转角度，并且要借助脉冲编码器对旋转角度进行检测。

2.2PID调节二冷水系统

按照金属产品的类型差异，使得二冷水的配置机制也存在一定的差异。在具体开展生产工作的过程中，方坯生产非常关键，该项工作开展情况的好坏可以直接影响到坯子的质量。就二冷水PID，在每一流的PLC中都需要对其进行调节，同时需要应用监控站来实现自动配水工作。按下按钮的同时，系统会出现PID的调节画面，这一步骤是用来计算水流量的设定数值，采用全自动控制方法对水流参数进行有效调节。

2.3设备冷却水控制

在冶金连铸机运行的过程中，需要对水流量进行严格把控，其中，包含设备冷却水的压力、水流温度以及流速等。借助水泵加压冷却水系统，能够完成对连铸机设备的供水作用，并且能够实现冷却水的效果，在冷却塔处于冷却状态之后可以再次加压使用。从冷却塔出来的水流，水泵一年做好加压处理工作，并且用PLC控制系统对加压之后的水流的温度以及压力进行检测，确保用于连铸机的冷却水满足条件要求。来自于连铸机设备的水，在进入到下一个循环过程中之前，需要借助PLC控制系统控制水流量以及水流温度。

2.4滑动水口控制

当大包中的金属液进入到中包之后，应该借助滑动水口，因此，需要对大包的开合状态进行严格把控，以此来有效保障水口流量的精确度，从而避免安全故障的出现。对中包位信号的检测需要用到称重传感器，在此过程中，应该结合PLC控制系统所测得的信号来对程序进行设定，将该运算结果作为控制大包滑动水口移动量的主要依据。

3PLC在冶金连铸生产过程管理中的应用

3.1修改参数设定

设备运行参数一般情况下是存储在电脑中，所以，一线生产人员必须要依据标准浇铸参数进行操作，具体包括铸坯表面温度、金属制品截面参数，金属种类参数等等，除此之外，还应该显示出PID的调节参数、定尺的长度以及结晶器的振动频率，同时，还可以运用在线方法对具体参数值进行设定。

3.2操作监视

主画面、子画面都是监控系统中操作站中的重要监控组成部分，该画面的使用能够将连铸生产线的实际情况清楚反映出来。在具体执行各项操作的过程中，需要借助工艺画面的操作键以及鼠标的点击功能对画面进行切换。在系统中，画面功能具有指导性的作用，同时，还能够借助直观的方法产生画面。同时，还能够使用更真实的方法，将生产流程的实际情况反映出来。

3.3系统报警检查

若设备以及工艺参数如果发生异常状况，就会在操作面上有异常信息出现，并且对故障产生的原因、故障类型有自己故障发生的时间进行记录。另外，运行系统还有语音识别功能，以此来帮助工作者快速掌握故障信息，并且增强现场处理故障的能力。

结语

PLC能够切实提高冶金连铸电气控制系统对整个生产流水线的自动化控制程度，在实际设计程序的时候，要充分结合实际生产流水线的实际需求，制定具有针对性的编程方案，整个控制程序一定要是动态，而不是固定死的，因为实际刚钢铁企业实际生产的钢铁制品的过程之中，由于制品型号的不同，会有不同的工艺要求，所以要编写一套动态的程序指令，从而满足钢铁企业在切换不同产品型号时的工艺要求。

参考文献：

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[2]魏光辉，杨荣煌.PLC监控系统在小方坯连铸机上的应用[J].长春工程学院学报：自然科学版，2000（1）：33-35.

[3]吴茂成，杨增晖.基于PLC控制系统在冶金连铸电气中的设计与实现[J].通讯世界，2016（14）：267-267.