浅谈冶金工艺中的电气控制系统

关鹏双

（河钢股份有限公司承德分公司、河北省钒钛工程技术研究中心，河北 承德 067000）

在目前的环境条件下，由于科学技术逐渐渗透到各个行业中，已有的电气控制模式呈现的弊端已经取得了良好的处理，同时由于科学技术的发展，致使电气控制逐渐步入了自动化控制。此外，由于计算机技术与信息处理技术在电气控制系统中的应用，能够实现依靠各种电器装置进行生产活动，例如监控电气装置和维护电器装置等。除此之外，电气自动化技术还具有精准度高和应用效率高的优势。所以，电气自动化技术在冶金行业中的使用和探究工作至关重要。

1 冶金电气自动化控制技术的特点

1.1 技术覆盖面广

冶金单位运营期间触及到的施工技术比较广泛，且关联性较强，同时在生产期间容易受到其他环境的干扰。因此，冶金单位相关管理者若想确保公司良好的运营，则必须做好相应的准备工作。（1）必须提高对生产材料品质的关注程度；（2）在公司运营条件的基础上，创建比较完善的生产制度，并且对公司实际的生产情况开展管理工作，进而提高生产效率，进而提升冶金单位的经济收入。在此种条件下，有关工作人员必须提高对自动化控制技术应用效果的关注，同时按时针对自动化仪器开展检修工作。在确保自动化装置应用效果的前提下，改善冶金施工条件，进而符合冶金也生产过程的标准。

1.2 技术性能高

针对冶金自动化控制技术来说，此技术在具体的使用期间相对复杂，同事各种生产活动期间采用的自动化技术亦是有所差异，此种情况方能保证各种冶金生产，装备种类多、流程复杂，逐渐提高了生产效果。在这样的情况下，则需要操作人员具有较高的素养，确保操作人员熟知自动化控制技术的基础上，还必须在冶金生产期间良好的掌握自动化控制技术，能够良好的开展冶金生产，进而促进冶金单位良好的发展。

1.3 融合电子技术

冶金电气自动化控制技术在具体的应用期间必须人融合现金的电子技术，若是缺乏电子技术则会在一定程度上降低自动化控制技术的应用效果。同时在应用自动化控制技术期间，无论是传感器还是信号处理器均和垫子技术密不可分，如果缺乏电子技术的支撑则不能良好的工作。由此可见，冶金电器自动化技术的应用离不开电力技术的支持。

2 冶金电气自动化行业主要控制技术

2.1 冶金检测技术

若是可以把应用能力、质量管控以及运营效果的内容均纳入到冶金生产期间，则能够在一定程度上提高经济收入。如今，我国应用的仪器与程序水平均低于国外自动化控制技术，不过目前我国处于飞速的发展阶段，进步速度比较快。如今冶炼期间应用比较广泛的原材料为铁、铬以及锰，不过在炼制时会出现较多的废物与废气。进而致使大范围的环境破坏。在冶金期间应用到自动化控制技术能够通过炼制模型来检验冶金过程中的废物与废气。若是在炼制期间产生能够再次应用的原料，则检验系统可以及时向控制单元传送回采信息。从可持续发展观念而言，在冶金期间合理的应用自动化控制技术可以在一定程度上降低废弃物的产生，同时有效的降低生产投入，进而提高冶金单位的经济收入。

2.2 PLC技术

如今，PLC技术的适用范围比较广泛，且其实用性能与抗干扰能力较高，此外还具有I/O接口模块、检修便捷以及性价比较高的有点。如今，I/O设备与通信网络、大数据处理和图象显示技术的进步较快，电气控制系统主要包含PLC、触摸屏与变频器，此系统具有操作简便、存储容量大和控制性能高的特点，其作为自动化控制体系的关键构造，其在冶金行业的适用范围较大。之前采用的继电接触器电气系统连线方式繁琐，出现问题的频率高，扩容困难。相较而言，PLC电气控制系统接线方式简便，单纯的更改系统程序和数据即可实现改变，后期检修与养护工作相对简便，应用光电隔离技术，能够在一定程度上抵御其他参数的影响，应用效率高。PLC技术的应用范畴包含开关逻辑控制、运转控制、闭环过程控制、数据整理以及通信网络。最近几年，因为PLC技术的使用比较广泛，从而提升了冶金行业的自动化水准。尤其是PLC和计算机通信技术的融合，在一定程度上确保了生产过程的稳固性能，进而保证了冶金业的进步。

2.3 传感技术

作为使用频率较高的生产技术，传感技术在具体的应用期间能够随时监测周边的环境，同时可以把相关数据传输到相应的位置。相关工作者可以及时获取环境参数，如今，传感设备中的温度传感器可以把冶金期间读取的温度信息转变为数字信息，之后将信息传递到外部，进而从整体上监测冶炼炉的温度变化。如今，冶金业中应用的传感器质量必须符合相关行业标准与要求。

3 PLC的技术在钢铁行业中的应用

3.1 在热轧产线中的应用

如今国内使用频率较高的热连轧产线的生产流程为：（1）加热炉，将需要加工的板坯放入到加热炉，对其均匀加热，有效的提升产性能。此流程中涉及到煤气且温度较高，因此安全系数较低。通过采用燃烧控制系统可以有效的管控加热炉温度，燃烧控制系统主要由PLC、热电偶以及电控烧嘴组成。（2）高压水除鳞系统，此系统安装在轧机前部，借助水流压力清扫板坯表层的氧化铁皮，进而提升产品表层品质。PLC依靠HMD收集板坯到达除鳞方位的信号，之后对喷射阀的开闭状态进行管控。高压水除鳞是热轧产线的重要仪器，施工相对繁琐，各个设备之间关联性较高，通过PLC操控除鳞系统能够提升操控的精准度与实用性，并且减少用水数量和维护工作难度系数。（3）轧机系统，此系统主要包含粗轧机与精轧机，大多数情况下粗轧机完成多道次轧制，协调压力定宽机与立辊给予大压下量，进而生产高品质的产品。精轧机组的所有道次机架遵照技术标准供给适当的配置负载，进而完成轧制。轧机系统中包含传动、液压以及润滑等，在轧钢技术中有效的管控制带钢板型与轧制质量是非常必要的，借助对电气液压系统开展精准的管控工作能够有效的对AGC厚度、HGC辊缝以及弯窜辊功能进行管控。液压系统主要的构成部件为上位机、PLC主站、DP从站以及实际的检测元件。借助收集与整理实际的仪器信号，能够确保PLC对有功能差异的液压泵站的数据开展有效的管控，通过液压缸完成AGC、HGC、轧制力管控以及活套张力管控等。（4）冷却与卷取，常用的冷却方法为快冷和层流，利用此两种方式将带钢控制在一定的温度区间内，之后开展卷取操作，确保生产出符合要求的热轧成品卷。实现卷取作业期间需要应用到分布式控制系统，借助对带钢的品质、厚度、宽度以及精轧抛钢速度等参数进行整理，进而完成侧导板管控、助卷辊踏步与动态卷取张力管控等操作。PLC管控系统的实用性能与稳固性能较高，能够有效的提升轧钢的生产效果与效率。

3.2 在电机变频调速中的应用

冶金行业中采用的中大功率电机的调节速度方法通常为变频，但是电机电能的转变均体现在技术仪器的运转数据上，例如泵压力与轧辊转速。同时应用PLC技术和变频器能够节约资金投入，并且应用效果显著，所以此方式的使用范围较大。PLC技术主要借助I/O模块模拟量于通信模块串行总线的方法实现对变频器的管控。变频器通过接收PLC输送的信号来操控电机，之后再借助电机将变频器管控电机的信号传输传递至PLC，从而实现变频调整速度的闭环管控。

4 电气控制系统中的改进措施

4.1 完善氧枪自动调节的功能

如今应用的氧枪系统中仍然有大量的不足与缺点，此类问题容易降低钢材生产的安全性。所以，针对氧枪系统的优化工作十分必要，能够有效的降低安全事故的出现，保证工作者的人生安全。由于转炉在运转期间的幅度能够在一定程度上干扰氧枪的张力，由此可见，若是氧枪张力出现变动，则转炉的运转同样会出现变动。因此能够依据氧枪改变期间钢丝张力的变动情况，借助查看与解析张力的信息变动有效的开展调配工作。若是张力较大时，则需要开展系统分闸工作，同时暂停氧枪的应用，后续确保异常情况全部解决后方可再次开展继续运转设备。针对氧气系统与氧枪开展检修工作期间，需要在确保工作流程符合相关要求的前提下从各层面开展检修。若是实施调试和一起故障排查过程中，必须采用设备周边的手动操控器，手动暂停设备运转，若是解决异常状况，则需要停止氧气系统的运行状态。

4.2 底吹系统的优化升级

作为冶炼行业中尤为关键的组成部分，底吹系统的构成是建立在PLC的前提下。由此可见，PLC全部配件均具有十分重要的功效。在实际的运转期间有四种比较特殊的方式，相关工作者需要依据冶炼的时间和实际温度条件，科学合理的选用运行方式。个别方式只能借助氮气来实现和氩气的转换，个别方式在应用期间只采用一种气体。不过无论信用何种方式，在出钢与掉渣的环节均必须应用到较少的氮气来开展生产，在此过程中必须严格管控氮气的用量。因此，对于氮气用量的管控工作如何开展值得深究，工作期间必须依据各个时间段所需的氮气量与工作者的阅历，科学合理的选取位置。进而缩减流程和改革，关注生产的有关标准，此外还需要采取措施降低资源不合理的损耗。

4.3 自动监控系统的建设

对于工作期间通讯总线较长的具体情况，能够选用先进的现场总线管控系统与有关总控制线技术。并且依据系统的实际运转状况，选取恰当的时间创建自动监控系统，同时创建不同的监控网点。尤其是最后的六个PLC程序需要分开供给。不过此类工作方式仍然存在漏洞，若是PLC进行数据联系期间，最后六个PLC程序中任何程序均会连续反馈到系统的全部性能，进而造成其无法同时步入相同的项目中，此过程的连锁反应极易出现数据缺失问题，从而影响工作效果。为此必须在控制中心安装相应的传旭，保证PLC程序能够良好的运转，进而创建完整的体系，通过此方式良好的管控监控系统，同时有助于相关人员能够实时查看所有系统的运转状况。其次，氮气密封系统的内部的监测同样起到了关键作用。能够借助多次验证，把炉口的工作烟罩更改为压缩气体的监控性密封系统，通过此种方式减少压力较低条件下氮气的损耗。后续能够针对电器连锁设备和实际的气流开展优化工作，确保流管处于相对干燥的条件。同时改进氧气和氮气的连接设备，依据实际的冶炼情况来判定是否应用PLC技术开展阀门管控工作，通过此种方式能够有效的缩减氧气与氮气的用量，实现装置的保护，缩减任务量，提升氧枪的应用效果。所以，针对氮封系统的监控化工作进行优化十分必要。

5 结语

随着经济的发展，对钢铁冶金的需求不断增加，尤其是在航天、军事领域，以及日常人们生活和工作使用的设备，都由钢铁冶金技术制造出相应的产品。为加快钢铁冶金行业的发展速度，满足市场经济以及不同类型产品的需求，将电气自动化控制技术应用在生产中，不仅推动钢铁冶金行业创新发展，还能提升我国钢铁冶金竞争发展能力，借助电气自动化控制技术探索出一条可持续发展的道路。