PLC在工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)技改中的應(yīng)用

白文忠

摘 要 隨著現(xiàn)代化工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，冶金、石化、電力等行業(yè)的生產(chǎn)過程向著大型化、系統(tǒng)化、自動化方向發(fā)展，可編程控制器（PLC）在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文以PLC在某煉鋼廠板坯連鑄機(jī)鋼包滑動水口液壓電控系統(tǒng)的改造為例，論述了PLC在液壓電控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 鋼水包；滑動水口；PLC應(yīng)用

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）163-0145-02

某煉鋼廠板坯連鑄機(jī)擔(dān)負(fù)著向熱軋廠提供合格板坯的任務(wù)，鋼水包是連鑄機(jī)生產(chǎn)工序的第一個環(huán)節(jié)。鋼包滑動水口控制著鋼水包內(nèi)鋼水向中間包注入的流量。鑄機(jī)澆鑄不同鋼種、不同斷面的坯時(shí)，要求有不同的流量。連鑄機(jī)是否能多爐連澆，提高生產(chǎn)量，增加效益，鋼包滑動水口開口度的控制好壞是首要條件，只有滑動水口穩(wěn)定、可靠的動作，才能確保連鑄機(jī)生產(chǎn)的連續(xù)性。

1 滑動水口液壓站原電氣控制簡介

1.1 工作特點(diǎn)

工作環(huán)境溫度高，多灰塵，有的還含有金屬粉塵，極易造成短路故障。

1.2 原控制電路存在的主要問題

煉鋼廠連鑄機(jī)原鋼包滑動水口液壓站采用的是傳統(tǒng)的電氣控制電路，中間繼電器觸點(diǎn)的開閉控制卸荷閥線圈得失電動作。由于要考慮各機(jī)構(gòu)間復(fù)雜的工況聯(lián)鎖和保護(hù)報(bào)警，大量采用了時(shí)間繼電器和中間繼電器，使控制柜內(nèi)的布線十分復(fù)雜，給調(diào)試和維護(hù)都帶來不便。

2 PLC在液壓電控系統(tǒng)中的運(yùn)用

2.1 系統(tǒng)改造思路

要解決原電控系統(tǒng)存在的問題，就需要采用一種先進(jìn)、穩(wěn)定、高可靠性的控制方式來控制。經(jīng)綜合分析，選用國產(chǎn)SM-16型可編程控制器，這樣可以利用PLC的高可靠性、穩(wěn)定性及其內(nèi)部存儲執(zhí)行操作的指令，通過數(shù)字式的輸入輸出，安全可靠的控制滑動水口。

2.2 PLC控制與傳統(tǒng)電器控制的對比

從某種意義上看，PLC控制是從繼電器、接觸器控制發(fā)展而來的，兩者既有相似性又有很多不同之處。PLC具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）PLC內(nèi)部大部分采用“軟”邏輯；

2）PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，故障率低；3）PLC內(nèi)部全為“軟接點(diǎn)”，動作快；

4）PLC控制功能改變極其方便，一般只需修改程序即可，極其方便；

5）PLC控制系統(tǒng)安裝周期短。

2.3 控制原理

2.3.1 梯形圖

如圖1所示。

2.3.2 控制原理

壓力信號1、2由壓力繼電器提供，PS1壓力為15MPa時(shí)閉合（I6閉合）；PS2壓力為18MPa時(shí)斷開（I7斷開）；1#、2#油泵壓力繼電器為并聯(lián)連接。

1）液壓系統(tǒng)啟動。合上電源開關(guān)Q1、Q2、Q3，電源指示燈H0亮，按下1#電機(jī)啟動按鈕SB0（I0閉合），Q0接通，Q0常開觸點(diǎn)閉合自鎖，接觸器KM1線圈通電吸合，主觸點(diǎn)閉合，1#油泵電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)KM1常開觸點(diǎn)閉合SB0H訊號燈亮，液壓系統(tǒng)開始工作。壓力從0逐漸上升至15MPa時(shí)，1#壓力繼電器觸點(diǎn)PS1閉合（I6閉合），Q2接通，電磁閥1DT線圈得電動作，系統(tǒng)繼續(xù)加壓處于通油位置，當(dāng)壓力上升至18MPa時(shí)，1#壓力繼電器觸點(diǎn)PS2斷開（I7斷開），Q2斷開，電磁閥1DT線圈失電，進(jìn)行卸荷，液壓油流回油箱，液壓系統(tǒng)進(jìn)行保壓；當(dāng)壓力降到15MPa時(shí)，1#壓力繼電器觸點(diǎn)PS1閉合（I6閉合），Q2接通，電磁閥1DT線圈通電動作，停止卸荷進(jìn)行加壓。1DT如此循環(huán)動作，以保證滑動水口油缸工作壓力保持在15MPa～18MPa之間。

2）1號油缸操作。按下1#滑動水口油缸前進(jìn)按鈕SB4，電磁閥3DT線圈通電動作，同時(shí)SB4H訊號燈亮，油缸前進(jìn)帶動鋼水包滑動水口打開，鋼水流出注入中間包；按下1#滑動水口油缸后退按鈕SB5，電磁閥4DT線圈通電動作，同時(shí)SB5H燈亮，油缸后退帶動鋼水包滑動水口關(guān)閉。

3）2號油缸操作。當(dāng)1#鋼包內(nèi)鋼水澆完后，滑動水口關(guān)閉，鋼包轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180°，2#鋼水包進(jìn)入澆鑄位置；按下2#滑動水口油缸前進(jìn)按鈕SB6，電磁閥5DT線圈通電動作，同時(shí)SB6H訊號燈亮，油缸前進(jìn)帶動滑動水口打開，鋼水流出；按下2#滑動水口后退按鈕SB7，電磁閥6DT通電動作，同時(shí)，SB7H燈亮，油缸后退帶動鋼包滑動水口關(guān)閉。滑動水口的開口度大小與鋼水流量成正比，澆鋼工根據(jù)工藝要求進(jìn)行操作，控制鋼水的流量。

4）監(jiān)控與報(bào)警。液壓系統(tǒng)在工作過程中，因?yàn)榻宇^多難免出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，當(dāng)電子液位計(jì)YS1閉合時(shí)（I4閉合），Q4接通，H6液位過低紅燈亮，進(jìn)行人工補(bǔ)油；當(dāng)電子液位計(jì)YS2閉合時(shí)（I5閉合），Q5接通，H5液位過高紅燈亮，停止補(bǔ)油；高壓過濾器與回油過濾器采用壓差發(fā)訊裝置，當(dāng)PD1閉合H3紅燈亮，PD2閉合H4紅燈亮，說明濾芯有堵塞要進(jìn)行清洗或更換；溫度計(jì)TS1觸點(diǎn)閉合，H1紅燈亮，觸點(diǎn)TS2閉合，H2紅燈亮。

當(dāng)澆鑄結(jié)束時(shí)，按下1#電機(jī)停止按鈕SB1（I1斷開），Q0斷開，接觸器KM1線圈失電主觸點(diǎn)斷開，1#油泵電機(jī)停止運(yùn)行。

由于連鑄機(jī)生產(chǎn)方式為多爐連澆，生產(chǎn)周期長，有時(shí)可連續(xù)澆鑄4天左右，這樣就要求電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行，為避免電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行溫度過高損壞，設(shè)計(jì)為一用一備。

由于2#油泵電機(jī)的控制原理與1#油泵電機(jī)相同，在這里就不再加以敘述。

3 PLC使用過程中應(yīng)注意的問題

1）由于煉鋼廠滑動水口液壓系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，溫度高，灰塵較大，灰塵中還含有導(dǎo)電的金屬粉塵，所以要對PLC及繼電器、監(jiān)控元件定期進(jìn)行清灰，防止其受灰塵影響。

2）不要頻繁的通斷電源，避免合閘瞬間大電流對系統(tǒng)造成沖擊。

3）對調(diào)試好的PLC程序進(jìn)行備份，在模塊損壞或程序被人為修改錯誤后可以快速恢復(fù)。

4 運(yùn)用效果

該系統(tǒng)自改造至今，在煉鋼廠連鑄機(jī)生產(chǎn)過程中，還沒有因?yàn)殡姎夤收弦鸹瑒铀谡`動作，造成生產(chǎn)中斷的事故發(fā)生。鑄機(jī)曾經(jīng)一次連澆286爐鋼水，時(shí)間長達(dá)95h，年生產(chǎn)合格板坯80萬t。

5 結(jié)論

由于PLC在設(shè)計(jì)制造時(shí)充分考慮到工業(yè)控制現(xiàn)場環(huán)境問題，并采取了多層次、多種有效措施來提高工作可靠性，因此，采用PLC控制，特別是對工作環(huán)境條件較惡劣的工礦企業(yè)應(yīng)該是一項(xiàng)明智之舉。

參考文獻(xiàn)

[1]彭建國.PLC控制系統(tǒng)在工廠應(yīng)用中的優(yōu)化和維護(hù)[J].科技資訊，2011（7）：102-103.

[2]孫達(dá)宏.工廠應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化與維護(hù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（8）：1-3.

[3]褚旭.PLC控制系統(tǒng)在工廠應(yīng)用中的優(yōu)化和維護(hù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（7）：45-49.

[4]霍瑩.基于PLC的工廠自動化生產(chǎn)物流控制系統(tǒng)研究[D].長安大學(xué)，2010（12）：12-16.

[5]段波，李波，江云，等.基于PLC的工廠生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的開發(fā)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010（2）：66-69.