摘 要：文章以150t轉(zhuǎn)爐為例，從控制工藝、系統(tǒng)組成、解決方案、經(jīng)濟(jì)效益等方面詳細(xì)介紹了Quantum PLC的應(yīng)用實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：Quantum PLC，轉(zhuǎn)爐，自動(dòng)化控制

一、概述

本文以某鋼鐵廠150t轉(zhuǎn)爐為背景，其自動(dòng)化系統(tǒng)的配置使用了Schneider自動(dòng)化的Quantum PLC。項(xiàng)目由三部分組成：轉(zhuǎn)爐本體、氧槍和原料，對(duì)應(yīng)三套PLC控制系統(tǒng)。系統(tǒng)模擬量約2000點(diǎn)，數(shù)字量點(diǎn)約3000點(diǎn)，調(diào)節(jié)回路18個(gè)。

二、主要工藝圖



三、系統(tǒng)控制內(nèi)容及功能要求

1、氧槍部分

（1）氧槍控制：檢測(cè)降槍條件，控制吹煉過(guò)程中一系列連鎖動(dòng)作。
（2）氧槍定位控制：采用增量型編碼器，自動(dòng)判斷出吹煉位置。
（3）變頻器控制：氧槍水泵、汽包給水泵、設(shè)備水泵等重要設(shè)備全部由變頻器控制。
（4）濺渣護(hù)爐：轉(zhuǎn)爐的頂?shù)讖?fù)吹自動(dòng)控制。采用頂吹中壓氮?dú)猓瑢t內(nèi)剩余殘?jiān)抵赁D(zhuǎn)爐爐壁上。
（5）傾動(dòng)控制：對(duì)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行前傾、后傾操作，保護(hù)氧槍。

2、原料部分

控制煉鋼所需散裝料和合金料的備料及下料。散裝料和合金料通過(guò)料倉(cāng)、給料器、稱(chēng)量料斗、溜槽、皮帶機(jī)及下料溜槽進(jìn)行控制及連鎖，完成定量散裝料和合金料的加入工作。

3、儀控部分

主要包括汽包液位及調(diào)節(jié)、除氧器水位及調(diào)節(jié)、頂吹氧氣流量調(diào)節(jié)、底吹模式及流量調(diào)節(jié)、二文液壓控制以及溫度、壓力、流量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集處理。

4、轉(zhuǎn)爐一次除塵引風(fēng)機(jī)

主要完成對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制、煤氣回收各閥門(mén)控制、儀表參數(shù)的采集處理。

四、重點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）氧槍定位采用增量型編碼器，通過(guò)1756-HSC高速計(jì)數(shù)模板采集編碼器的脈沖信號(hào)，經(jīng)CPU運(yùn)算處理成工程量位移信號(hào)。
（2）利用參數(shù)文件，實(shí)現(xiàn)了調(diào)用同一個(gè)畫(huà)面，控制不同料倉(cāng)的功能。
（3）在吹煉期和非吹煉期，風(fēng)機(jī)采用高低速控制，兩種速度轉(zhuǎn)換時(shí)采用步進(jìn)式調(diào)節(jié)。
（4）在出鋼或出渣的同時(shí)可手動(dòng)升降氧槍?zhuān)瑔?dòng)刮渣器，進(jìn)行刮渣。
（5）各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊采用環(huán)形快速以太網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)遭到破壞時(shí)，能夠保證網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)生成報(bào)警，通知維護(hù)人員對(duì)進(jìn)行處理。

五、系統(tǒng)組成

六、解決方案

以下是氧槍PLC硬件配置


七、操作站的主要工作

1、大數(shù)據(jù)量高速數(shù)據(jù)處理。模擬量約2000點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量約3000點(diǎn)。
2、長(zhǎng)期歷史趨勢(shì)查詢功能。可保存上百點(diǎn)的歷史趨勢(shì)一個(gè)月。
3、調(diào)節(jié)控制功能實(shí)現(xiàn)。控制調(diào)節(jié)回路18個(gè)。
4、逼真的生產(chǎn)工藝流程再現(xiàn)。工藝流程畫(huà)面120余幅。
5、事件報(bào)警處理。記錄時(shí)間一個(gè)月，報(bào)警條目600條。
6、快速、良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。通過(guò)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)設(shè)備控制。

八、經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

主要反映在：控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在鋼產(chǎn)量綜合效益中所占比例。按轉(zhuǎn)爐年正常生產(chǎn)天數(shù)330天，每小時(shí)煉鋼150噸，噸鋼效益80元，控制系統(tǒng)所占綜合效益比10%計(jì)算，則年經(jīng)濟(jì)效益＝330x24x150x80x10%=950.4（萬(wàn)元）。

九、系統(tǒng)評(píng)價(jià)

1、高可靠性：Schneider PLC提供了更為可靠的平臺(tái)。
2、開(kāi)放性強(qiáng)：標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)為系統(tǒng)提供了廣闊的空間。
3、低故障率：較強(qiáng)的抗電磁輻射和干擾能力以及工業(yè)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)使得PLC故障率≤1次/年。
4、適應(yīng)性強(qiáng)：可以工作在惡劣的冶金企業(yè)環(huán)境。
5、性能優(yōu)異：與主流操作系統(tǒng)、工業(yè)控制軟件、用戶應(yīng)用程序的兼容性能良好，實(shí)時(shí)控制性能好。(end)