煉鋼電氣控制系統(tǒng)

　　煉鋼電氣控制系統(tǒng)【1】

　　摘 要：煉鋼電氣控制系統(tǒng)是煉鋼中必不可少的一部分，如何保證煉鋼電氣控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中穩(wěn)定運行是急需解決的問題，基于此，本文對于煉鋼電氣控制系統(tǒng)所存在的問題，提出了相應的解決策略。

　　關鍵詞：煉鋼;電氣控制系統(tǒng);PLC

　　根據(jù)電氣控制系統(tǒng)運行原理來講，PLC控制程序負責調(diào)節(jié)它的自動性，使用DP現(xiàn)場總線與控制部件相連，再進行調(diào)整這些部件，使它們能夠進行良好的配合。

　　大部分情況下，這些相連的部件會被分散到不同位置，從而形成我們所說的分布式控制系統(tǒng)，這種方式的控制系統(tǒng)不僅可以將信號快速傳遞，而且也可以進行采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)聯(lián)動連鎖的控制。

　　1 煉鋼電氣控制系統(tǒng)的主要作用

　　轉爐控制系統(tǒng)的構成部件主要有：1)電氣;2)儀表;3)計算機。

　　在這三種部件相互配合、協(xié)作下，轉爐控制系統(tǒng)開始運作。

　　我們所說的自動控制系統(tǒng)是由三大主要部件構成的一個相對復雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先要具備一個可以進行自動提示現(xiàn)場的信號以及配套的驅動，其次，采集完數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)進行處理之前，要有自動調(diào)控和處理邏輯的設備 ，這就需要借助自動化設備實現(xiàn)運行。

　　既需要在監(jiān)控生產(chǎn)過程中進行作業(yè)管理，采用計算模型形式，處理相關數(shù)據(jù)。

　　其中，第一個部分稱為電氣系統(tǒng)，后兩個部分也就是控制系統(tǒng)。

　　在進行煉鋼過程中，它所采用的原理是根據(jù)軟件程序進行控制，同時需要運用以太網(wǎng)起到監(jiān)控的作用。

　　其實從各方面上來講，這個系統(tǒng)要求很高，一定要降低故障率。

　　2 煉鋼電氣控制系統(tǒng)中存在的主要問題

　　2.1 現(xiàn)場通訊總線太長

　　我們投入使用的轉爐系統(tǒng)有一個通病，即：連接現(xiàn)場的通訊總線過長。

　　這一弊端主要凸顯在通訊總線上需要設置大量的設備站點。

　　如果位于通訊總線上的某一個設備站點出現(xiàn)故障，那么隨之而來的問題將會嚴重影響轉爐系統(tǒng)的正常運作，甚至有可能導致系統(tǒng)癱瘓不能正常運行。

　　2.2 底吹系統(tǒng)模式單一

　　目前，在工業(yè)建設過程中，對鋼的需求量是越來越大，傳統(tǒng)的自控控制模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代鋼材生產(chǎn)的需求，因此需要充分運用現(xiàn)代自控控制模式。

　　從當前生產(chǎn)和工藝的發(fā)展趨勢來看，一味使用傳統(tǒng)單一的自動控制模式就會出現(xiàn)支管堵塞的問題，從而影響到底吹系統(tǒng)的工作質(zhì)量，不僅如此，底吹系統(tǒng)效果差還會直接影響氬氣的使用效率，會造成一些不必要的浪費。

　　倘若沒有正確設定氬氣的出口量，則會造成鋼液不純的問題。

　　2.3 氮封系統(tǒng)中存在的問題

　　氮封系統(tǒng)的運行原理比較簡單，首先該是形成密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是依托轉爐口上部的活動煙罩與加料而形成的，其次，設備在切斷閥門時主要是依靠儲存氮氣的密封裝置進行的。

　　在實際工作中，可能氮氣與氧氣間進行切換可以起到一定的作用的，但在等結果時，如果發(fā)現(xiàn)練爐口是朝上的，煙氣也會快速生氣，那么會損壞料斗液壓缸，因此，氮氣消耗也一直處于上升狀態(tài)中。

　　2.4 監(jiān)控系統(tǒng)的問題

　　煉鋼電氣控制系統(tǒng)在運作的過程中需要不間斷的進行監(jiān)控。

　　為保證監(jiān)控的質(zhì)量，通常情況下會采用核心氧槍來完成這一工作。

　　這一監(jiān)控工作所需的設備有電機驅動(一般來說會投入4臺設備)和變頻器，當電機驅動開始運作時，變頻器設備的轉矩也隨之同步運作，這樣一來，就使得煉鋼過程中的情況全部實時顯示到主機上。

　　為不斷完善監(jiān)控系統(tǒng)，首先要與PLC進行對接，將采集的數(shù)據(jù)放到PLC上，在進行實時顯示和保存信息，主要目的是為了監(jiān)控電機工作畫面，將所有信息展示到眼前。

　　3 改進煉鋼電氣控制系統(tǒng)的具體措施

　　3.1 完善氧槍系統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)

　　目前，氧槍系統(tǒng)中存在著很多不完善的地方，這些不完善的地方會影響到生產(chǎn)的安全，因此建立健全的氧槍系統(tǒng)，對于保證工作人員的生命起到重要的作用。

　　轉爐在運作過程中的幅度大小會直接影響到氧槍的張力，同理，當氧槍的張力發(fā)生變化時，轉爐運轉的幅度必然發(fā)生了變化。

　　根據(jù)這一規(guī)律，我們可以通過觀察并分析張力的實時數(shù)據(jù)來不斷調(diào)整。

　　在對氧氣系統(tǒng)進行檢查時，一定要嚴格按照相關規(guī)定要求進行。

　　如果氧槍張力出現(xiàn)異常情況，需要自動封鎖氧槍變頻系統(tǒng)，這樣可對機器起到一定保護作用。

　　在氧槍的下吹作用下，控制氣缸的閥門，這樣可以進一步解決在操作中所遇到卡軌問題。

　　3.2 改造底吹系統(tǒng)

　　底吹系統(tǒng)也是非常重要的，PLC上面整個部件都起到非常關鍵的作用。

　　其中主要可分為四種模式，工作者可依據(jù)冶煉時段或者氣體的不同，自主切換到一種最佳模式中。

　　可能有的模式要借助吹氮氣才能實現(xiàn)與氬氣切換，也有時候會在整個工作過程中只需要單一的某種氣體。

　　值得注意的是，上述兩種模式都需要在倒渣或出鋼時進行吹氮氣操作，這時候的氮氣流量不應過高。

　　如何控制氮氣的流量是個難題，綜合考慮不同時期吹氮氣的需求、操作員的工作經(jīng)驗來選擇吹氮氣的位置，這樣便于簡化和整改流量，符合生產(chǎn)的要求，同時也避免資源浪費。

　　3.3 設置氮封系統(tǒng)

　　在工作者的反復試驗情況下，對爐口的煙罩進行改造，改造成為壓縮空氣，然后進行密封，在這樣的情況下，可減少氮氣的消耗和使用。

　　在進行改善氣流時，需要保持溜管始終處于干燥狀態(tài)中。

　　同時，還需要將氧封與氮封連接槍位的地方進行改造，在依據(jù)爐口情況進行判斷，是否運用PLC程序進行控制閥門，這樣不但可以對設備起到很好的保護作用，而且也可以節(jié)約氣體，進一步提高氮氣使用率。

　　在設置氮封系統(tǒng)中，需要嚴格按照相關設立要求進行。

　　3.4 建立自動監(jiān)控系統(tǒng)

　　為解決現(xiàn)場通訊總線太長的問題，可以采用先進的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和相關總控制線技術，實現(xiàn)"集中管理，分散控制"的目的。

　　同時根據(jù)系統(tǒng)運行情況，在適當?shù)那闆r下，建立自動監(jiān)控系統(tǒng)。

　　在工作中，調(diào)試人員都負責著自己應負責的那部分工作，最后所需要的6個PLC程序也是由每一個單獨負責一部分組合而成的。

　　但這一工作模式會產(chǎn)生一個弊端，當PLC開展信息聯(lián)絡時，這六個PLC程序當中的某個程序會影響到系統(tǒng)的整體性能，使之無法統(tǒng)一到一個大的項目中來，這樣依賴就特別容易發(fā)生信息丟失的情況。

　　可以在監(jiān)控站上安裝所需要的軟件，達到整合PLC程序目的，形成一個較大的系統(tǒng)，既優(yōu)化了系統(tǒng)，也提高了管理效率。

　　4 結語

　　在多年的實踐過程中，電氣煉鋼自動系統(tǒng)得到不斷完善。

　　目前通訊網(wǎng)絡與PLC設備的設計是非常安全和穩(wěn)定的，隨著自動化技術的廣泛運用，相信電氣煉鋼自動系統(tǒng)也會得到更好的改進。

　　參考文獻：

　　[1]吳曉峰等.PLC在萊鋼轉爐自動控制系統(tǒng)中的應用[J].冶金自動化，2010(05)：55-57.

　　電廠電氣控制系統(tǒng)【2】

　　【摘要】隨著電力行業(yè)的技術進步及分散控制系統(tǒng)(DCS)在電廠中的廣泛應用，電氣控制水平也不斷提高，本文對電氣現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(EFCS)的監(jiān)控對象、特點及其配置進行了論述。

　　分布式電氣控制系統(tǒng)相比一般的電氣控制系統(tǒng)更為可靠、靈活、開放、便于維護，適合目前工業(yè)生產(chǎn)制造中的應用。

　　分析了現(xiàn)場總線技術在火電廠電氣自動化系統(tǒng)中的應用，闡明了采用現(xiàn)場總線的通信方案并具有與DCS通信以充分交換信息的FECS技術正在成為火電廠電氣自動化技術的發(fā)展趨勢。

　　【關鍵詞】現(xiàn)場總線;電氣控制系統(tǒng)

　　一、引言

　　伴隨計算機信息技術的發(fā)展，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)也逐步走向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化與現(xiàn)場化。

　　現(xiàn)場總線技術是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。

　　分散控制系統(tǒng)(DCS)因能充分體現(xiàn)分散控制與集中操作管理的思想，并以先進的技術、豐富的控制功能、友好的人機界面和愈來愈可靠的工作性能等優(yōu)勢，近年來占據(jù)了大、中型火力發(fā)電機組機爐主控的自動化領域。

　　對于電氣系統(tǒng)，將其納入DCS進行監(jiān)控，有利于實現(xiàn)機、爐、電一體化控制而成為一種趨勢。

　　二、基于現(xiàn)場總線的電氣控制系統(tǒng)主要特點

　　基于現(xiàn)場總線的電氣控制系統(tǒng)可從現(xiàn)場電氣智動化水平的不斷提高，對電廠的生產(chǎn)運行管理提出能設備獲取大量豐富信息，能夠更好地滿足電廠自了更高的要求。

　　現(xiàn)場總線是數(shù)字化通信網(wǎng)絡，它不單純?nèi)〈?—20mA信號，還可實現(xiàn)電氣設備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。

　　系統(tǒng)除完成遠程控制，還可完成遠程參數(shù)化工作。

　　1.電氣參數(shù)變化快

　　電氣模擬量一般為電流、電壓、功率、頻率等參數(shù)，數(shù)字量主要為開關狀態(tài)、保護動作等信號，這些參數(shù)變化快，對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的采樣速度要求高。

　　2.電氣設備的智能化程度高

　　電氣系統(tǒng)的發(fā)電機-變壓器組保護、起動-備用變壓器保護、自動同期裝置、廠用電切換裝置、勵磁調(diào)節(jié)器等保護或自動裝置均為微機型，6kV開關站保護為微機綜合保護，380V開關站采用智能開關和微機型電動機控制器，所有的電氣設備均實現(xiàn)了智能化，能方便地與各種計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用通信方式進行雙向通信。

　　另外，電氣設備的控制一般均為開關量控制，控制邏輯十分簡單，一般無調(diào)節(jié)或其它控制要求，電氣設備的控制邏輯簡單。

　　3.電氣設備的控制頻度較低

　　除在機組起、停過程中，部分電氣設備要進行一些倒閘或切換操作外，在機組正常運行時電氣設備一般不需要操作。

　　在事故情況下，大多由繼電保護或自動裝置動作來切除故障或進行用電源切換。

　　且電氣設備具有良好的可控性，這是因為電氣的控制對象一般均為斷路器、空氣開關或接觸器，其操作靈活，動作可靠，與電廠其它受控設備相比，具有良好的可控性。

　　4.電氣設備的安裝環(huán)境較好且布置相對集中

　　電氣設備大多集中布置在電氣繼電器室和各電氣配電設備間內(nèi)，設備布置相對比較集中，且安裝環(huán)境極少有水汽或粉塵的污染，為控制設備就地布置提供了有利條件。

　　5.開放式、互操作性、互換性、可集成性

　　6.系統(tǒng)可靠性高、可維護性好。

　　7.提高電廠的自動化和信息化水平、減少電廠的運行維護工作量。

　　8.降低了系統(tǒng)及工程成本。

　　三、電氣現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(EFCS系統(tǒng))

　　1.EFCS系統(tǒng)組成

　　(1)間隔層。

　　該層主要是為了促進各種專業(yè)化功能的智能裝置的完成和完善，包括：廠用電中壓6kV/10kV系統(tǒng)系列保護測控裝置、廠用電低壓4o0V系統(tǒng)系列智能控制器及測控裝置、廠用電源快速切換裝置、低壓備用電源自投裝置、自動準同期控制裝置、小電流接地選線裝置、直流接地選線裝置等。

　　通過各種職能軟件的開發(fā)促進系統(tǒng)的可操作性，有CPU、A/D、RAM、EEPROM、現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)對外通信接口等。

　　(2)通信管理層。

　　這一層主要是網(wǎng)絡和通信的安全管理，完成上述的各種智能裝置、DCS系統(tǒng)、電氣后臺監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電廠其他智能設備、發(fā)電廠其他系統(tǒng)的通信。

　　主要的通信方式還是以工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線，如PROFIBUS、CAN等，現(xiàn)代通信管理裝置已經(jīng)實現(xiàn)了不同現(xiàn)場總線接口標準的互聯(lián)以及不同通信之間的轉換。

　　(3)站控層。

　　改成包括后臺監(jiān)控系統(tǒng)計算機硬件和各種專業(yè)應用軟件，硬件有服務器、工作站等。

　　應用軟件包括SCADA(數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控)、廠用電抄表、錄波分析、電動機故障診斷等各種高級軟件或者基礎軟件，以及后臺系統(tǒng)與發(fā)電廠其他管理系統(tǒng)(如MIS系統(tǒng))間的通信接口軟件。

　　2.EFCS系統(tǒng)方案

　　在EFCS系統(tǒng)方案中，小型電動機采用“全通信”監(jiān)控方式進DCS系統(tǒng)，大型電動機及其他電氣設備采用“通信+硬接線”監(jiān)控方式。