PLC系统在烧结生产中的应用

姬奖励 雒红军 田 华

（陕西略阳钢铁有限责任公司，陕西 汉中 724301）

一 前言

烧结生产主要是将铁矿粉、焦粉、生石灰粉、以及返矿按一定比例通过混料机加水混合，并送到混合料仓，然后通过七棍、宽皮带均匀布料于烧结机台车，由点火器点火，当台车移动至点火器下，表层混合料中的燃料被点燃，抽风、烧结过程开始进行。烧结机台车出点火器后，烧结料表层燃烧形成燃烧带，随着台车逐渐向前移动，由抽风机经台车下面的风箱进行抽风，在抽风的作用下，燃烧带向下移，当移至台车篦条处时，台车也行走到机尾，从而完成了整个烧结生产过程。烧结完成的烧结块矿在机尾由单棍破碎机破碎到适度块状，然后进行两次筛分和冷却，筛上矿送往高炉，第一次筛下矿作为铺底料，第二次筛下矿作为返矿，返矿和铺底料继续重新烧结。烧结生产过程是连续变化的动态生产过程，其主要目标是保持生产操作的稳定，以生产出碱度稳定、颗粒均匀、强度适度的烧结矿作为高炉原料。优化的生产过程极大地降低了劳动强度和生产成本。

二 系统总体设计

1.系统概述

PLC 系统由现场控制站、操作战站以及工程站组成。现场控制站是由西门子产品组成，包括：电源模块（PS）、通讯处理模块（PC）、中央处理器模块（UPS）、存储卡（MMC 卡）模拟量输入/输出模块等组成。模块之间使用连接器链接，可带电插拔，维护简单方便。各操作站都可使用西门子wincc 监控软件对现场运行状况适时监控。

设计的监控软件流程图与现场实际工艺流程一致，其中流程图中的设备状态更新时间可达0.5 基本与实际设备同步。具有趋势曲线和历史趋势曲线的记录、查询功能。每台现场操作工控机间通过交换机进行数据交换，工程师站除了对系统监控外，还具有对系统组态修改，和在线编程，同时还拥有对系统硬件的监视和故障诊断。

2.系统的软、硬件配置

烧结自动控制系统可分为两个系统，烧结系统和配料系统。烧结和配料两个系统均由西门子S7-400系列的PLC组成，而且都采用了分布式I/0 布局模式，分布式可扩展性高，使用S7-400系列的CPU414-2 DP高性价比中央处理器提高了系统的数据处理速度，在生产控制中配料和烧结系统通过网络硬件进行连接，组件工业以太网。同时使用编程软件进行网络组态，在程序中编写网络通信程序使两个站的必要设备状态可以被另一个站可读却，可操作。使控制简单化，信息共享化，在那个配料烧结那个操作站都可以对整个生产系统全盘监控，和操作。计算机均使用研华工控，操作系统为Windows-XP Professional，监控软件使用西门子wincc 6.0，编程软件使用的是西门子step7 5.4。

3.主要控制功能

烧结生产线长，设备分布分散，给生产控制带了很多困难，而PLC控制系统功能完善、配置方便、安装简单、操作控制集中，故障率低、工作安全可靠、修复时间短，这些特点能够满足工业生产的各种需要。下面以点火器温度控制、点火炉煤气安全控制、自动配料控制对其控制方式予以阐述。

3.1 点火器温度控制

点火控制通过煤气和空气最佳燃烧比例实现，通过设定点火器温度的目标值，使用西门子PLC中FB41闭环控制来改变煤气和空气流量调节阀门的开度来改变煤气和空气的燃烧供应量，从而达到温度控制处于动态平衡。

3.2 点火炉煤气安全控制

由于煤气是易燃、易爆气体。决定了需要安全控制，在生产中煤气压力过高过低都会造成危险的后果，因此在生产中出现压力过低过高都必须对设备生产进行控制，通过煤气压力来控制煤气切断阀，在出现煤气压力过高或过低时马上切断煤气快速切断阀，停止煤气供应避免安全事故发生。

3.3 自动配料控制

对于流动性好的原料采用拖料皮带秤，控制方式是通过电机转动带动减速机转动，减速机尾部装有旋转编码器，使用旋转编码器转动所产生的的脉冲信号提供电子皮带秤的开机信号，使电子称处于工作状态。同时电子称所测量的实际下料量与操作站所设定的流量进行对比，对比过程在配料秤表头中进行PID计算来控制变频器转速进而控制皮带秤转速达到自动控制下料的闭环控制过程。对于流动性差的原料使用圆盘秤控制，只是控制控制直接对象是圆盘不是皮带。通过PLC对下料的流量的控制和累计量计算以及配比设计功能使配料系统简洁有效同时各仓具有自动振打和选仓换仓、堵料报警、事故报警提示功能，再加上该系统在选仓基础上集中操作具有顺启、顺停功能，出现故障时任何仓可以随时停料换仓，具有便捷的操作和实用性能满足生产操作的各种需要。

三 结束语

PLC系统的应用实现了烧结生产过程稳定、连续、可靠。既降低了劳动强度，提高了工作效率，同时是在线设备都处于实时控制中，通过各种仪表在线设备的测量数据简单有效的为生产提供了指导依据。在线重要参数的趋势记录也为故障分析提供了可靠地原因查找依据。