PLC 在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用

时间：2024-04-25

林科胡超朱洋洋

1.安钢集团信阳钢铁有限责任公司焦化厂河南信阳 464194

2.安钢集团信阳钢铁有限责任公司烧结厂河南信阳 464194

1 PLC 概述

1.1 PLC 概念

PLC 是一种可编程逻辑控制器，其内部存储执行顺序控制、逻辑运算、定时、计数等操作指令，通过模拟量或者数字量的输入输出来实现相应的控制功能，在汽车工业、食品工业、钢铁行业等应用广泛。另外，PLC 程序编写趋于简单，可以与计算机联合实现远程控制，极大提高系统管理者及技术人员对系统的操控能力。而传统继电器控制比较复杂、噪声大、故障率较高，很难保障系统长时间稳定运行。应用了PLC 技术之后，体积小、结构简单、运行速度快、抗干扰能力强，还能够提升设备的工作效率[1]。

1.2 系统组成

PLC 自动控制技术的系统组成复杂，比如某自动化生产线基于PLC 控制的变频器实现了自动化生产线的自动化分拣与传送，其控制目标要满足：当有关工件经由传输单元放于分拣单元入料口传送带时，光电传感器要自动对该物料加以检测与感应，从而驱动变频器电机的正常运转，随着电机驱动传送带的移动，这些工件逐步在此过程中被带入分拣检测区，在该区域内光纤传感器可进行物料颜色、材质等的检测，在物料逐步移动过程中PLC 会根据物料的属性分类对传送带等加以必要的控制，在相应的料槽位置会驱动传送带停止并将物料由气缸逐步推入料槽内，随后气缸缩回，完成一个工作周期的控制过程。在整个控制环节变频器承担着重要的控制功能，实现了频率输入设定值的准确设定，有效保障了控制的可靠性。

2 PLC 在冶金企业自动化控制中的应用分析

2.1 在热轧产线中的应用

第一，从加热炉的角度进行分析。为提升产品的质量，需要对板坯进行均热处理，这就需要在加热炉来完成，借助PLC 的优势对炉温进行自动化的控制，以此降低在加热过程中存在的危险系数。

第二，从轧机前的高压水除磷系统的角度进行分析。板坯表面会存在氧化铁皮，借助PLC 可以有效的去除，主要通过HND 来实现的，对喷射阀组进行及时的控制，捕捉到除磷位置的具体信息，以此提高产品表面的质量。高压水除磷方式相对复杂，而借助PLC 的优势可以对该系统进行控制，将用水量控制在最低区间。

第三，从轧机系统角度进行分析。其中粗轧机所涉及的次轧制较多，在生产中间坯的过程中借助压力顶宽机来实现；细轧机在轧制的过程中需要严格按照操作标准实施，以此保证负荷分配的合理性。第四，从冷却和卷取角度进行分析。在生产热轧商品卷的过程中，关注带钢的实际情况，在实际冷却的过程中主要通过快冷、层流来实现，并设定冷却温度[2]。

2.2 配料系统

在钢铁冶金行业中，各环节都要加强监管，提高各环节的规范性和准确性可减少生产问题的产生，其中配料是非常重要的组成部分，配料对材料进行合理的分类和配比，提高配比科学性。配料的配比要进行计算，然后加工和运输，在这一环节中要提高配料工艺水平。应用PLC 技术将人力生产转化成自动化设备操作，提高了生产的效率，同时减少了人为失误，提高了配比精准性和科学性。通过互联网技术的应用将不同配料系统结合成统一整体，钢铁冶金的生产过程中存在很多安全隐患，危险程度较高，PLC 技术的应用可大大降低危险系数，保证工作人员的生产安全。

2.3 电气控制装置

保证PLC 技术原理图设计的精确性和合理性是机械电气控制装置应用的根本，科学、合理的原理图能够对装置性能起到提高作用，最大程度发挥PLC 技术的应用价值。在设计PLC 技术原理图时要与机械电气控制装置结构相结合，准确把握控制装置的类型及工作原理，使设计出来的原理图能够与装置相匹配。由于PLC 控制系统的种类十分丰富，所以必须要根据实际的机电设备情况来选择合理的PLC 控制系统，保证整体系统的工作效率。同时这也是保证系统使用性能符合实际需求的有效措施，增加系统的使用年限。设计通信网络与接地内容是PLC 控制系统中极为重要的环节，构建信息网络是为了能够建立起各个系统的通信关系，提高整个系统的工作效率。各个环节在通信网络的作用下，能够更好地进行统一管理，提高整体系统管理工作的质量。并且在通信网络支持下PLC 控制系统的使用性能也更强，一般情况下其网络级别在3 到4 级。

3 PLC 在钢铁冶金自动化控制中的应用前景

在电气自动化控制系统中应用PLC 技术可以提高生产的质量和效率，提高自动化水平，符合钢铁冶金行业的生产需求。在控制系统中应用PLC 技术需要加强信息化以及数字化水平。在钢铁冶金企业中生产环节受到电磁干扰不利于生产环节的顺利开展，因此提高自动化水平是必然趋势。钢铁冶金行业的生产环节众多，对各环节进行监督和控制，通过对各环节的数据进行收集和整理，保证生产的高效。自动化技术对于钢铁冶金企业的发展具有推动作用，可以提高企业的竞争力，自动化水平的提升有利于企业长远发展，在未来发展中要着眼于自动化设备的智能化和集成化研究，加大研发力度，对PLC 技术进行完善，实现更高质量的控制[3]。