PLC在高炉自动监控系统中的应用

张龙

摘 要：随着科技水平的不断进步，现代化的计算机网络技术也在不断应用，计算机系统的应用给各行各业都带来了较大的收益。在工业生产过程中，自动化技术的应用不断增多，在许多钢铁企业中，其加工工艺都比较复杂，使用的设备也比较分散，这就需要在加工过程中增强监控的力度。PLC的运用能够对加工工艺进行有效的监控，在保证正常生产的情况下，也能够使生产效率有所提高。本文针对高炉自动控制系统中PLC的应用进行分析和探讨。

关键词：PLC；高炉；自动监控；系统

在高炉自动监控系统中，PLC和现场总线技术的应用是工业生产中主要的运用方式，使用PLC能够对生产中的各个环节以及设备的各项参数进行严格的控制，并将获得的数据传输给计算机，利用这种方式对高炉生产过程进行有效监控。本文以某钢铁公司为例，介绍PLC在高炉自动监控系统中的具体应用。

1 高炉自动控制系统的硬件组成

该钢铁公司利用下位机PLC作为CPU的主要控制系统，并利用WINCC6.0进行上位监控，并使用WindowsXP系统作为软件操作的平台。为了有效的提高系统的稳定性，上位机使用双缆上位机双缆热备冗余，下位机使用双机双缆热备冗余。系统配备双CPU半热备冗余作为主机系统，在系统运行的过程中，CPU处于带电运行的状态，当运行中的CPU出现故障时，需要使用备用CPU，并对其进行手动通电，从而保证了PLC的正常运行。在这个系统中，两台上位机同时工作，并且在系统的上位机和主机电源之间产生网络通信系统，需要设置几个远程站柜，并让其处于不同的控制室中，还要保证远程站柜与主站之间的网络为现场总线网络，如果上位机和下位机不同，则需要使用光缆进行通信。

2 高炉自动控制系统的软件

⑴高炉自动控制系统以WindowsXP作为主要的操作平台，编程软件中使用西门子STEP7作为软件包，通过对WINCC的开发和利用，实现了对设备的控制。PLC系统的主要功能为：能够按照钢铁公司的生产要求，对所需要的配料及顺序进行自动设置，通过系统控制将配料按照指定的顺序输送到中间斗中，并利用配料车将配料运送到炉顶的受料斗中，最后根据相应的配料需求来将不同配料输送至高炉内部，通过这一过程实现自动化配料以及监控。

⑵在对槽下进行配料时，需要分14个称量斗，并将称量斗呈对称的方式分布在轨道两边，在分配配料时，需要通过中间配料桶按照规定将配料装置在矿斗里，并根据代码中设定的具体量来称量配料，根据配料桶来进行下料。

⑶在选择布料方式时，需要根据布料器的布置情况来决定，布料器的控制方式为变频器控制，能够从不同角度对布料器的状态和布料器所处位置进行显示。布料系统需要和槽下系统进行结合才能发挥其功能，从而实现其对高炉上料过程的有效控制，保证炉料能够按照生产中的规定和要求加入到料罐中，还需要对炉顶设备进行控制，这样才能使布料的全程都得到有效控制。在自动监控系统控制过程中，需要根据加工要求对布料溜槽的旋转圈数和倾斜角度进行精确设置，以保证工作人员在进行操作时能够更加灵活和便利，在遇到常见问题时，可以通过定点布料来缓解问题，在布料不均匀时，能够利用多圈环形的方式进行调节。当系统按照指令要求将配料装到受料斗后，应该使用均压放散阀将料罐卸压，结束后开启上密阀，并开启上挡料阀，这样就能使配料进入到料罐中，装料工作结束后，需要将上密阀和上料阀关闭，并将均压放散阀关闭。

⑷为了精确布料，高炉的炉顶应该设置炉内成像设备，利用氨气流套筒进行保护，操作室内配备监视器，以便观察炉内情况，同时利用分析软件对燃烧分布情况进行分析，并显示在计算机上。布料方式的灵活多样使布料的质量有所提高，也提高了高炉的利用率。在小高炉中，无料钟炉顶具有维修方便、密封性好、布料灵活等特点，是高炉设备发展的主要方向。变频器的使用，能够提高控制的精度，也能节约大量电力资源。

3 HMI监控技术的应用

该公司采用的是WINCC6.0，实现了对系统的集中控制，能够对生产现场的数据进行收集、报警和显示，从而使工作人员能够及时了解现场的状况。系统的运行状况和设备能够通过WINCC来展示，同时也能对设备的控制顺序和运行情况进行监控，及时解决设备中存在的问题，保证设备能够正常运行。在系统的操作区中，主要有布袋除尘、高炉监控操作、槽下上料和热风炉操作控制几个部分，分系统中的数据要能够共享。槽下上料是针对皮带运行、料车上料、槽下称量斗的配料比进行控制，在监控系统中需要安置一定数量的操作台，以便对顶温、顶压、冷风流量和炉温进行控制，并根据高炉的运行情况来控制阀门的启动和关闭。热风炉系统操作台主要是对热风炉的运行状况和运行指标进行监控，并对炉温进行控制。布袋除尘系统能够对煤气进行除尘和处理工作。通过WINCC进行监测，能够使高炉系统和计算机系统联系在一起，并对系统的运行状况进行有效监控，从而降低设备故障的发生，也能保证设备的安全运行。

4 总结

在高炉自动监控系统中应用PLC，能够对生产的全过程进行有效监控，这样不仅能够是高炉的工作效率，还能做好监控工作，从而保证了高炉的产品质量和生产效率，使高炉的生产更加快捷而稳定，也促进了高炉生产工艺的进步，进而能够促进我国工业朝着可持续发展的方向前行。

[参考文献]

[1]吕大飞.PLC在高炉自动监控系统中的应用[J].自动化与仪器仪表，2009（3）.

[2]王振国.PLC在高炉自动监控系统中的应用[J].科技致富向导，2012（17）.