PLC在鋼鐵冶金企業電氣自動化控制中的應用

馬孟雷， 段玥彤

（1.江蘇沙鋼集團有限公司， 江蘇　張家港　215600；2.張家港中等專業學校， 江蘇　張家港　215600）

引言

伴隨著科學技術的迅猛發展，各行各業的發展都趨于現代化、信息化，鋼鐵冶金企業也不例外，各種自動化技術應用為冶金工業的飛速發展提供了有力基礎。PLC技術是一項重要技術，是自動化的三大支柱之一，PLC技術的引進給整個冶金工業帶來翻天覆地的變化[1]。

1　PLC基本概況

1.1　PCL簡介

PLC（Programmable Logic Controller）即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，通過數字或模擬式“輸入—輸出”控制各種類型的機械或生產過程。PLC技術與冶金工業的結合，不僅可以提升其產品生產效率、生產總量和生產質量，而且還能提高產品生產程序的整體經濟效益，滿足市場需求，更能為企業履行節約型社會任務、優化利用能源資源提供重要保證。

1.2　PLC控制技術在鋼鐵冶金企業中的應用優勢

一方面，PLC控制技術在鋼鐵企業生產線中的使用，能夠從根本上提升工作人員的工作環境。通過對鋼鐵生產流程的再現，利用靈活多變的語言設置功能，重新構建智能自動化的生產流程，減少工作人員的流程參與程度，提升整個鋼鐵行業的技術含量。另一方面，PLC控制技術能增強穩定安全的生產適應性。以往的生產線控制技術沒有很好地完成鋼鐵企業的生產需求。PLC技術雖然內部仍然使用了接口、繼電器等設備，但是卻進行了全新的流程設計。通過編程，設備可完成各種精確、安全的復雜任務。從根本上提高了作業效率，保障了鋼鐵生產。

2　PLC控制技術在鋼鐵冶金工業中的應用

2.1　應用于煉鐵除塵

當前PLC技術已經廣泛運用到冶金工業的多個方面，比如產品性能、安全性能、維護性能等方面。PLC已經成為冶金不可忽視的重要組成，PLC技術也在鋼鐵生產的多個流程中起到了重要的作用，比如采礦、燒結、鑄造、除塵等流程。以除塵站為例對PLC技術的采用進行說明。除塵器的組成包括控制柜、空壓機、水泵、水箱等多個部件。運行過程是控制柜控制水泵將水箱中的水送入水管，通過壓力的變換將水流變成高壓水柱，對產品進行沖洗，達到除塵效果。引入PLC技術后，工作人員能夠準確地掌握水箱水位、水溫、水柱壓強等多個參數，從而進行有針對性的調整控制，使得對于除塵流程的控制更加簡便、精確，保障灰塵清洗的效率[2]。

2.2　應用于電氣自動化控制

作為能源消耗大戶的鋼鐵企業，雖然生產的產品對于國計民生具有重要的作用，但是生產的環境卻長時間處于惡劣的狀態，嚴重影響著工作人員的身體健康。受限于生產工藝等因素，鋼鐵企業的生產過程不可避免大量具有污染和腐蝕特性的粉塵、氣體等有害物質的產生。不僅僅對自然生態環境造成了難以挽回的影響，而且引發了現場生產設備的線路故障，影響鋼鐵企業的正常生產活動。PLC的使用可以讓鋼鐵企業不再擔心陷入線路故障的泥潭中。得益于編程、存儲器等的使用，PLC技術將生產流程進行了更加科學的規劃，對生產過程中產生的數據進行準確的儲存，達到減少人工參與、提升生產效率的目標。PLC的使用為鋼鐵企業的生產提供了更加高效的解決方案。

2.3　應用于電動機變頻調速

除塵機用于出鐵前對于產品的粉塵清理，如果不能及時對除塵機進行控制，就會面臨不能及時除塵或者增加能耗的困難局面。PLC技術的使用就能完美解決除塵機介入的時機問題。PLC通過指令系統控制，在PWM向電動機發出指令時，對電動機進行控制，包括運行、停止、速度調整等。對除塵機介入的時間，利用現場爐臺紅外感應器，及時傳送溫度信號。當高爐出鐵時，溫度急劇上升，PLC接到高溫信號對變頻器發出指令，除塵機調整轉速對產品進行灰塵清理；當除塵完成后，現場溫度下降，PLC接到低溫信號，對變頻器發出降頻指令，除塵機調整轉速降低能耗。

2.4　應用于配料系統

冶金生產線中對于配料的要求很高，整個流程需要不斷地對配料進行配比計算、材料輸送、混合、加熱等，所以對于配料工藝的提升一直有很大的需求。特別是對于材料的配比控制具有較高的要求，需要精確掌握不同狀態下，各種配料的比例。PLC技術的使用，將物料的配比計算、傳送、處理等操作都交給自動化的設備進行，全程由變頻調速喂料機控制。自動配料系統的引入將工作人員從繁瑣的流程中解放出來，避免了因人工過多參與而導致的失誤頻發。多個配料系統通過網絡合為一體，在配料控制軟件的計算下，生產效率大大提高。冶金生產線的生產環境條件不高，工作人員不僅面臨著危險，而且不能保證配比的準確性，因此引入PLC不僅保證了人員的安全，而且保障了配料流程的快捷。

3　PLC技術在冶金工業自動化應用中的前景分析

在電氣自動化領域中，PLC技術表現出了巨大的技術優勢，幫助鋼鐵冶金企業大大提升了生產的穩定性和高效性。隨著科學技術的不斷發展，PLC技術也將不斷地完善和提高[3]。

3.1　網絡化、數字化進一步完善

當前的控制系統已經引入了DSC技術，但是沒有充分發揮其優勢。PLC技術的發展就需要汲取DSC技術優點，不斷完善自身的網絡化、數字化、智能化程度，成為我國工業自主化進程中的重要支撐。

3.2　抗干擾能力進一步提高

鋼鐵冶金企業的生產過程，遍布著電磁干擾，對自動化技術具有很高的要求。如果不能抗拒電磁的干擾，就無法準確獲取數據，對于數據的處理和信號的傳輸就更無從談起。PLC技術已經表現出了很強的抗干擾能力，但是仍然具備提升的空間。如何加強PLC技術在惡劣工業環境下的抗干擾能力，是需要進一步進行研究的課題。能夠更好地為電氣自動化發展提供技術支持。

3.3　大型數字化系統的自主集成能力進一步提高

鋼鐵冶金企業的生產流程涉及的系統眾多，如果能將這些系統進一步整合集成，就能加強對數據的獲取、處理、傳輸、挖掘等，對生產流程的控制將更加全面和精確，提升企業的核心競爭力。

3.4　自動化服務水平進一步提高

自動化技術已經成為企業發展不可或缺的推動力，對于服務的標準化也需要進一步的提高。研究如何將自動化設備智能化、微型化、集成化，完成更加高效的控制。

4　結語

計算機通訊技術與PLC技術相結合，加強了整個工業鏈運行的穩定性，推動了冶金工業的快速進步。隨著科技的發展和進步，PLC技術在電氣自動化控制系統上還將有更廣闊的發展空間。

[1]蔡成聞，杜玉紅.PLC在冶金工業自動化中的運用研究[J].江西建材，2017，15（3）：280-281.

[2]蔡亞潔.論鋼鐵企業PLC數字化控制及其電氣運行主要技術[J].山東工業技術，2014，22（2）：189.

[3]許亮.冶金工業自動化中PLC技術的應用探析[J].科技創新與應用，2016（6）：94-95.