PLC和变频器在高炉上料自控系统中的应用

时间：2024-05-04

刘丹河钢集团邯钢公司炼铁部

引言：在我国高炉上料自动控制系统当中PLC和变频器应用的十分广泛，在我国的高温冶炼当中PLC和变频器的应用能够保证高炉的快速上料，进一步提高冶炼的质量。根据我国高炉料车的要求，需要实现在料车上料时车辆启动和停止的联动装置，并且能够控制料车的运行快慢和运行速度等功能。除此之外还要对料车的整体系统进行检测。因此必须要保证了料车系统的稳定性，因为一旦料车系统出现问题，就会给冶炼的质量造成一定的影响，所以这就更需要应用PLC和变频器。

1 、高炉上料自动控制系统的基本情况

1.1 上料系统的基本要求

高炉上料装置是高炉设备的一部分，也是高炉上料系统当中的核心设备。而在核心设备当中卷扬系统负责高炉物料的传输和生产，所以可以说卷扬系统是高炉上料系统当中最重要的部分，此系统的稳定能够直接影响高炉能否正常上料和产生铁水的数量。因为只有卷扬的系统稳定才能保证在运送各种冶炼原料不出现纰漏。

1.2 上料的基本模式

高炉卷扬上料系统是有一定的运转模式的，其主要模式就是：首先通过上料槽将各种原料分配到料仓，等到料车到达后将料仓内的原料倒入料车当中，随后关闭料仓的闸门，这时系统开始工作，采用不同的速度将车运送到顶端，随后根据杠杆平衡的原理，送完料后的空车向下行驶，而第二个装满料的料车向上行驶，二者保持一定的平衡，这样不仅能够节约电动机的使用，还能够保证运送的效率。

2 、PLC和变频器的设备选型

2.1 PLC的选择

PLC俗称可编程控制器。一般来说，PLC一般选用门子公司所生产的PLC设备。西门子公司生产的PLC扩展性能比较好，指令等功能也具有多样化的特点，最主要的就是价格相对便宜。PLC主要是应用于高炉的控制系统，因为运用PLC进行控制能够满足实时性的监控。

2.2 变频器的选择

除了对可编程控制器进行选择还需要对变频器的设备进行选型。在对变频器进行选型时主要有以下两点。第一点是变频器的容量要比电动机的容量大，第二点就是变频器的电流也要大于电动机。在对变频器进行选择时，可以选用西门子公司的变频器也可以选用其他厂家的变频器设备。

3 、高炉上料自控系统的设计

3.1 规划控制系统的软硬件配置

当对设备的型号进行选择之后就需要对整套系统的软硬件配置进行规划。高炉上料自控系统主体上采用PLC进行控制，随后通过完成整套系统的监控和数据等功能。在控制器与上位机之间可以采用互联网进行通信或者专网进行通信，对于主机和其他设备的IO控制单元来说，应当具备好能够开关的信号，实现设备控制事应当注意实时监控的通信。

3.2 规划料车的位置

当系统总体部署完成之后需要对料车进行定位。在对料车进行定位时一般情况下采用一主一副的双编码模式进行编码，编码器向PLC传递数字信号来确定送料车的方位，随后在通过变频器来进行控制，从而能够将料车的速度加以调节。

3.3 变频器参数的设置

在对变频器参数进行设置时首先需要设置电机的参数。因为对于变频器来说，只有将电机的参数输入到变频器当中才能够让变频器更好地对电机进行控制；其次就是对变频器的模式进行选择，一般来说变频器有两种模式，第一种模式是标量控制模式，第二种模式是DTC模式，想要精确地控制电机就必须要选择第二种模式；随后就是设置料车加减速的时间和制动的功率，对原料车的加减时间来说用的时间越短，所达到的效率越高。所以在加速和减速时，时间应当尽可能的加快，这个时间经检验设定在3到5秒钟为宜。由于料车送料的过程中是从低速到高速同步进行，同时可能涉及到加速和减速的情况，所以要根据实际的速度而对变频器进行调节，同时由于变频器控制的是两台电机，所以需要设置两台电机具有同样的同步参数才可；最后就是需要对变频器的输出信号进行设定。