PLC在工厂生产控制系统技改中的应用

2016-07-15 23:00白文忠

科技传播 2016年10期

白文忠

摘要随着现代化工业和科学技术的迅猛发展，冶金、石化、电力等行业的生产过程向着大型化、系统化、自动化方向发展，可编程控制器（PLC）在很多领域得到了广泛应用。本文以PLC在某炼钢厂板坯连铸机钢包滑动水口液压电控系统的改造为例，论述了PLC在液压电控系统中的应用。

关键词钢水包；滑动水口；PLC应用

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）163-0145-02

某炼钢厂板坯连铸机担负着向热轧厂提供合格板坯的任务，钢水包是连铸机生产工序的第一个环节。钢包滑动水口控制着钢水包内钢水向中间包注入的流量。铸机浇铸不同钢种、不同断面的坯时，要求有不同的流量。连铸机是否能多炉连浇，提高生产量，增加效益，钢包滑动水口开口度的控制好坏是首要条件，只有滑动水口稳定、可靠的动作，才能确保连铸机生产的连续性。

1 滑动水口液压站原电气控制简介

1.1 工作特点

工作环境温度高，多灰尘，有的还含有金属粉尘，极易造成短路故障。

1.2 原控制电路存在的主要问题

炼钢厂连铸机原钢包滑动水口液压站采用的是传统的电气控制电路，中间继电器触点的开闭控制卸荷阀线圈得失电动作。由于要考虑各机构间复杂的工况联锁和保护报警，大量采用了时间继电器和中间继电器，使控制柜内的布线十分复杂，给调试和维护都带来不便。

2 PLC在液压电控系统中的运用

2.1 系统改造思路

要解决原电控系统存在的问题，就需要采用一种先进、稳定、高可靠性的控制方式来控制。经综合分析，选用国产SM-16型可编程控制器，这样可以利用PLC的高可靠性、稳定性及其内部存储执行操作的指令，通过数字式的输入输出，安全可靠的控制滑动水口。

2.2 PLC控制与传统电器控制的对比

从某种意义上看，PLC控制是从继电器、接触器控制发展而来的，两者既有相似性又有很多不同之处。PLC具有以下优点：

1）PLC内部大部分采用“软”逻辑；

2）PLC控制系统结构紧凑，体积小，故障率低；3）PLC内部全为“软接点”，动作快；

4）PLC控制功能改变极其方便，一般只需修改程序即可，极其方便；

5）PLC控制系统安装周期短。

2.3 控制原理

2.3.1 梯形图

如图1所示。

2.3.2 控制原理

压力信号1、2由压力继电器提供，PS1压力为15MPa时闭合（I6闭合）；PS2压力为18MPa时断开（I7断开）；1#、2#油泵压力继电器为并联连接。

1）液压系统启动。合上电源开关Q1、Q2、Q3，电源指示灯H0亮，按下1#电机启动按钮SB0（I0闭合），Q0接通，Q0常开触点闭合自锁，接触器KM1线圈通电吸合，主触点闭合，1#油泵电机运行，同时KM1常开触点闭合SB0H讯号灯亮，液压系统开始工作。压力从0逐渐上升至15MPa时，1#压力继电器触点PS1闭合（I6闭合），Q2接通，电磁阀1DT线圈得电动作，系统继续加压处于通油位置，当压力上升至18MPa时，1#压力继电器触点PS2断开（I7断开），Q2断开，电磁阀1DT线圈失电，进行卸荷，液压油流回油箱，液压系统进行保压；当压力降到15MPa时，1#压力继电器触点PS1闭合（I6闭合），Q2接通，电磁阀1DT线圈通电动作，停止卸荷进行加压。1DT如此循环动作，以保证滑动水口油缸工作压力保持在15MPa～18MPa之间。

2）1号油缸操作。按下1#滑动水口油缸前进按钮SB4，电磁阀3DT线圈通电动作，同时SB4H讯号灯亮，油缸前进带动钢水包滑动水口打开，钢水流出注入中间包；按下1#滑动水口油缸后退按钮SB5，电磁阀4DT线圈通电动作，同时SB5H灯亮，油缸后退带动钢水包滑动水口关闭。

3）2号油缸操作。当1#钢包内钢水浇完后，滑动水口关闭，钢包转台旋转180°，2#钢水包进入浇铸位置；按下2#滑动水口油缸前进按钮SB6，电磁阀5DT线圈通电动作，同时SB6H讯号灯亮，油缸前进带动滑动水口打开，钢水流出；按下2#滑动水口后退按钮SB7，电磁阀6DT通电动作，同时，SB7H灯亮，油缸后退带动钢包滑动水口关闭。滑动水口的开口度大小与钢水流量成正比，浇钢工根据工艺要求进行操作，控制钢水的流量。

4）监控与报警。液压系统在工作过程中，因为接头多难免出现漏油现象，当电子液位计YS1闭合时（I4闭合），Q4接通，H6液位过低红灯亮，进行人工补油；当电子液位计YS2闭合时（I5闭合），Q5接通，H5液位过高红灯亮，停止补油；高压过滤器与回油过滤器采用压差发讯装置，当PD1闭合H3红灯亮，PD2闭合H4红灯亮，说明滤芯有堵塞要进行清洗或更换；温度计TS1触点闭合，H1红灯亮，触点TS2闭合，H2红灯亮。

当浇铸结束时，按下1#电机停止按钮SB1（I1断开），Q0断开，接触器KM1线圈失电主触点断开，1#油泵电机停止运行。

由于连铸机生产方式为多炉连浇，生产周期长，有时可连续浇铸4天左右，这样就要求电机长时间运行，为避免电机长时间运行温度过高损坏，设计为一用一备。

由于2#油泵电机的控制原理与1#油泵电机相同，在这里就不再加以叙述。

3 PLC使用过程中应注意的问题

1）由于炼钢厂滑动水口液压系统工作环境恶劣，温度高，灰尘较大，灰尘中还含有导电的金属粉尘，所以要对PLC及继电器、监控元件定期进行清灰，防止其受灰尘影响。

2）不要频繁的通断电源，避免合闸瞬间大电流对系统造成冲击。

3）对调试好的PLC程序进行备份，在模块损坏或程序被人为修改错误后可以快速恢复。

4 运用效果

该系统自改造至今，在炼钢厂连铸机生产过程中，还没有因为电气故障引起滑动水口误动作，造成生产中断的事故发生。铸机曾经一次连浇286炉钢水，时间长达95h，年生产合格板坯80万t。

5 结论

由于PLC在设计制造时充分考虑到工业控制现场环境问题，并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性，因此，采用PLC控制，特别是对工作环境条件较恶劣的工矿企业应该是一项明智之举。

参考文献