PLC在炼铝转炉传动控制的应用

摘 要：随着科技发展的进步，近些年PLC方面技术的巨大突破，使得PLC的使用范围越来越广泛。特别是在重工业的生产中PLC可以起到很好自动化控制作用，使得工业生产效率更高，安全性能更可靠。下面文章就根据PLC的特点简要的介绍一下PLC在炼铝转炉传动控制的应用。

关键词：PLC；炼铝；转炉传动控制；自动化

引言

PLC技术的不断发展，使得PLC系统在工业企业的应用进一步加大。现在很多炼铝企业已经普遍实现了采用PLC对电气和自动化的控制。众所周知炼铝过程中转炉工作非常的复杂，在工作中监测参数多，设备的动作相当的频繁。对其参数的监测正确与否、以及电气和自动化控制水平的高低直接决定着炼铝质量的好坏，同时也关系到产量的高低。所以，拥有一套能够精确监测参数、以及精准自动控制的系统对炼铝工业是非常重要的。

1 工艺概述

和其他的大部分转炉一样，转炉系统主要是将铝矿物质经过高温融化成铝水，同时在高温融化的过程中将产生的水蒸气和煤气回收再利用。要知道想完成整个炼铝过程光凭一个转炉是不够的，整个转炉生产工艺设备不仅包括除尘和煤气回收系统，还包括有：气化冷却系统、能使氧气枪横向移动的系统、活动烟罩、转炉倾动，转炉本身；还有相应的辅助设备比如对物料的上料设备，投料设备，还有铝渣运输车等；也包括氮气、氧气、氩气输送和排出系统。

2 PLC控制系统功能及应用

2.1 转炉倾动控制

在整个炼铝过程中，转炉倾动控制系统是比较重要的环节也是非常复杂的过程。在控制中要把握好主从控制合理切换，对负荷的调节也必须要达到平衡。其中的倾动抱闸是由PLC控制的，所以要完成以上动作就要通过PLC的有效指令以及传动系统的完美配合。其中利用的是SCL语言，完成对整个工艺要求的编写，编写的内容包括了转炉的倾动速度，同时通过对倾动的速度计算得出倾动的角度然后自动的切换成CFC的工作模块，这样使PLC控制的效果非常好，而且可以根据具体生产需要进行改变。在转炉倾倒的过程中，最怕的就是倾动的失控，一旦失控后果将不堪设想，所以在倾动的工程中做了很多的保护措施，例如对倾倒角度的监控，变化速率的监控，及时刹车功能以及连锁抱闸功能。

2.2 对氧气枪的升降控制

在实际控制中主要是对氧气枪的精度控制以及对防止坠枪的控制。氧气枪的抱闸系统控制过程是由变频器内部存在的功能块完成的；升降的控制也是由CFC内部的功能块来实现的，这个功能块还可以对氧气枪的上升速度控制，同时对各个上升速度区的变化进行实时的监控和切换。所以，即使在外部强烈的干扰下，也可以通过PLC对氧气枪的升高地点进行确认之后将其送入待吹的位置。可以说氧气枪的有效控制直接关系到整个炼铝过程的成功与失败，所以对其的控制一定要准确无误，不仅对距离和角度上的控制要到位，时间的控制更是关键，多一分少一秒都会影响到炼铝的过程以及实际产出的铝的品质和外观，可见其控制的重要性。

2.3 对于氧气枪的吹炼、溶剂的加料自动化控制

由于制动控制在一开始很多值都是控制好的。预先根据氧步设定表，和底吹设定值表等，PLC会根据实际需要的百分比来自动切换各个阶段和时期的设定值，总是使得氧气的供给和使用达到一定的平衡。同时还要控制介质阀门，对下料设备进行称重看是否符合标准要求，对氧气枪的高度以及氧气供给的数量等都可以做到精确的控制，在给转炉的投料中对时间的把握也是PLC要完成的控制。以上控制要想精确实现就一定要通过PLC系统的控制和调节。

2.4 各PLC之间通讯的不同处理方法

由于整个炼铝过程中分别有很多的PLC控制，为了防止控制的混乱，在控制中它们在通讯上采取了不同的处理方法。比如，转炉本体的PLC控制和外界的PLC的控制是可以进行双向通讯的，它们的实现过程是通过SFB12和SFB13来完成的；在炼铝中有热备系统和非热备系统之分，它们之间也是可以通过双向通讯的，不过要调用CFC库中的FC50和FC60，才能够真正的实现两种的通讯；还有一些特殊情况比如在炼铝时一些设备是完全不可以停机的，它们之间的PLC通讯显得比较的复杂，具体的方法如下：需要提前在不允许停机的PLC中人工的建立一个可以用来通讯的模块即DB模块，然后对其下载然后安装到PLC中。这一个过程是不需要停机就可完成的，然后在另一方的PLC中建立连接，让这一方的PLC采取调用功能，在对方和本方填写上BD模块的地址，这样双方就可以通过调用BD模块来完成信息的交流使得双方实现了相互之间的通讯，在这个过程中双方PLC都没有都没出现停机情况。

2.5 OS站的HMI系统

为了更好的完成整个炼铝的过程，我们要求HMI的画面要极其完整，能够很详细的展现实际情况以及整个的工作流程，所以对画面的要求是非常高的：即像素要求高，最好可以呈现出立体的模式。每一个单体的显示设备在操作过程中一定要是统一的，功能上一定要齐全。通过技术的改进可以由PCS集成WinCC6.0，此技术是通过将图形库和画面系统进行整合设置和粘贴等方法来实现HMI的界面显示，这样做出的画面清晰漂亮且非常符合整个过程的要求。利用WinCC6可以提供很好的界面制作平台以便进行标准的操作，还可以找到PID参数的调节界面。很好的利用OS站的WinCC6可借助于其中的VSB脚本，可以在ORACLE中轻松的找到支持它的数据库并且可以实现对其直接访问。所以要想很好的了解转炉的实际工作情况以及一些比较重要的参数，可以事先建立或者注册一个表格的控制文件，但是这个文件需要动态的链接库文件，这时候才可以利用VBS的脚本来实现控制文件的调用，最终可以清楚的看到转炉的有效参数和变化数值。

3 结束语

炼铝转炉传动控制过程是非常复杂的过程，一旦控制不好不仅影响炼铝的质量和产量更重要的是很有可能引起非常严重的事故。所以说一个好的自动控制系统对重工业的生产安全是非常重要的。PLC在炼铝转炉传动控制和应用可以很好的对整个过程进行有效控制，既节省了人力也提高整个生产中的生产效率。其在整个系统控制过程中是非常高效的，其安全性能也是可靠的，所以利用PLC作为炼铝转炉传动控制系统是非常必要和关键的。

参考文献

[1]王民.120吨转炉炉倾传动PLC抱闸控制系统应用研究[J].数字技术与应用，2013（5）：134-134.

[2]张坤.浅谈PLC自动控制系统在炼钢厂的应用[J].商情，2012（46）：263-263.