PLC在高爐自動監控系統中的應用

張龍

摘 要：隨著科技水平的不斷進步，現代化的計算機網絡技術也在不斷應用，計算機系統的應用給各行各業都帶來了較大的收益。在工業生產過程中，自動化技術的應用不斷增多，在許多鋼鐵企業中，其加工工藝都比較復雜，使用的設備也比較分散，這就需要在加工過程中增強監控的力度。PLC的運用能夠對加工工藝進行有效的監控，在保證正常生產的情況下，也能夠使生產效率有所提高。本文針對高爐自動控制系統中PLC的應用進行分析和探討。

關鍵詞：PLC；高爐；自動監控；系統

在高爐自動監控系統中，PLC和現場總線技術的應用是工業生產中主要的運用方式，使用PLC能夠對生產中的各個環節以及設備的各項參數進行嚴格的控制，并將獲得的數據傳輸給計算機，利用這種方式對高爐生產過程進行有效監控。本文以某鋼鐵公司為例，介紹PLC在高爐自動監控系統中的具體應用。

1 高爐自動控制系統的硬件組成

該鋼鐵公司利用下位機PLC作為CPU的主要控制系統，并利用WINCC6.0進行上位監控，并使用WindowsXP系統作為軟件操作的平臺。為了有效的提高系統的穩定性，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。系統配備雙CPU半熱備冗余作為主機系統，在系統運行的過程中，CPU處于帶電運行的狀態，當運行中的CPU出現故障時，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。在這個系統中，兩臺上位機同時工作，并且在系統的上位機和主機電源之間產生網絡通信系統，需要設置幾個遠程站柜，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絡為現場總線網絡，如果上位機和下位機不同，則需要使用光纜進行通信。

2 高爐自動控制系統的軟件

⑴高爐自動控制系統以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的開發和利用，實現了對設備的控制。PLC系統的主要功能為：能夠按照鋼鐵公司的生產要求，對所需要的配料及順序進行自動設置，通過系統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的受料斗中，最后根據相應的配料需求來將不同配料輸送至高爐內部，通過這一過程實現自動化配料以及監控。

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定將配料裝置在礦斗里，并根據代碼中設定的具體量來稱量配料，根據配料桶來進行下料。

⑶在選擇布料方式時，需要根據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和布料器所處位置進行顯示。布料系統需要和槽下系統進行結合才能發揮其功能，從而實現其對高爐上料過程的有效控制，保證爐料能夠按照生產中的規定和要求加入到料罐中，還需要對爐頂設備進行控制，這樣才能使布料的全程都得到有效控制。在自動監控系統控制過程中，需要根據加工要求對布料溜槽的旋轉圈數和傾斜角度進行精確設置，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，能夠利用多圈環形的方式進行調節。當系統按照指令要求將配料裝到受料斗后，應該使用均壓放散閥將料罐卸壓，結束后開啟上密閥，并開啟上擋料閥，這樣就能使配料進入到料罐中，裝料工作結束后，需要將上密閥和上料閥關閉，并將均壓放散閥關閉。

⑷為了精確布料，高爐的爐頂應該設置爐內成像設備，利用氨氣流套筒進行保護，操作室內配備監視器，以便觀察爐內情況，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，是高爐設備發展的主要方向。變頻器的使用，能夠提高控制的精度，也能節約大量電力資源。

3 HMI監控技術的應用

該公司采用的是WINCC6.0，實現了對系統的集中控制，能夠對生產現場的數據進行收集、報警和顯示，從而使工作人員能夠及時了解現場的狀況。系統的運行狀況和設備能夠通過WINCC來展示，同時也能對設備的控制順序和運行情況進行監控，及時解決設備中存在的問題，保證設備能夠正常運行。在系統的操作區中，主要有布袋除塵、高爐監控操作、槽下上料和熱風爐操作控制幾個部分，分系統中的數據要能夠共享。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，在監控系統中需要安置一定數量的操作臺，以便對頂溫、頂壓、冷風流量和爐溫進行控制，并根據高爐的運行情況來控制閥門的啟動和關閉。熱風爐系統操作臺主要是對熱風爐的運行狀況和運行指標進行監控，并對爐溫進行控制。布袋除塵系統能夠對煤氣進行除塵和處理工作。通過WINCC進行監測，能夠使高爐系統和計算機系統聯系在一起，并對系統的運行狀況進行有效監控，從而降低設備故障的發生，也能保證設備的安全運行。

4 總結

在高爐自動監控系統中應用PLC，能夠對生產的全過程進行有效監控，這樣不僅能夠是高爐的工作效率，還能做好監控工作，從而保證了高爐的產品質量和生產效率，使高爐的生產更加快捷而穩定，也促進了高爐生產工藝的進步，進而能夠促進我國工業朝著可持續發展的方向前行。

[參考文獻]

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