摘要：随着我国科学技术的不断发展，各个领域的电气控制系统自动化程度都越来越高。但是在我国的冶金连铸电气控制系统中，自动化程度相对比较低，大大降低了连铸机的工作效率，并且铸坯质量也得不到保障。在市场竞争越来越激烈的情况下，冶金连铸领域为了在激烈的市场竞争中脱颖而出，需要不断提高其自动化程度和水平，将PLC自动控制系统应用其中。
关键词：PLC；冶金连铸；电气控制系统
一、PLC控制系统的主要构成及功能
1.1PLC控制系统的基本组成
西门子公司的S7-300/400系统运用的就是PLC控制系统，其硬件技术和软件系统成熟，使得数据更加方便。目前冶金自动化领域中开始运用PLC控制系统，其智能化系统是对人类思维活动进行了一种模拟。作为一种设计范围广的技术，PLC控制系统综合了多门学科，系统复杂，使得冶金自动化系统的智能化控制过程可以由其来代替。
1.2PLC控制系统的配置
PLC控制系统由2套PLC柜体、2台控制站、1台工程师站和1台网络打印机组成其硬件配置，设置2台控制站是防止紧急情况控制失灵，保证系统的可靠性。冶金自动化生产的主机和辅助机器上运用了两套控制站，容错以太网接口模块、S7-400控制处理器、电源模块、冗余模块、I/O模块等构成其主要组成部分。而IntelCPU2.8GHZ是2台控制站和1台工程师站的主要配置，运用的是WindowsXPsp3操作系统和19LCD显示器，具有4GBRAM的存储容量。而其软件配置包括控制站的编程软件STEP7V5.5SP2、2台控制站FIX6.15运行版的监控软件、1台FIX6.15开发版的工程师站监控软件。
1.3PLC控制系统的功能
PLC控制系统的运用需要先初始化处理数据系统，通常控制系统投入运行、精密点检后运行时或系统发生故障后，此时系统就需要重新启动进行初始化处理。这一处理过程首先需要对过程设备的状态信息和条件信息进行读取，就工艺流程图和设备运行状态进行展示。在所有定时器和计时器清零后，将设备操作方式设置为“手动”方式，接下来由操作员“手动”操作，对各设备的方式和状态进行指定。在保证设备当前状态正常和运行条件具备的情况下，操作员设置操作运行方式，将程序运行从“手动”方式切换到“自动”方式。
而且也要选择其操作场所，在机旁操作箱上设有“远控/近控”权限选择开关，对需要在PLC上控制的设备操作地点设置为“近控”位置，现场设备的启动（开启）、停止（关闭）操作需要运用机旁操作箱上的操作指示灯和操作按钮。进行“远控”操作时，需要设置选择开关，在中控室的PLC控制站进行远方操作。对于PLC控制系统运行过程中发生的故障，另一台控制站会及时发出报警信号，并打印故障报告。通常PLC故障由通讯故障、CPU故障、冗余板卡故障多种故障，此时系统会自动无扰切换到冗余设备，并由操作站发出报警信号，在非冗余板卡发生故障时，专业人员进行确认排除。
二、PLC在冶金连铸电气控制中的应用
2.1大包回转台控制
电机带动大包回转台的旋转，并且经过定位从上升位一直下降到旋转位。在冶金连铸机的大包回转台中，并且在开展浇筑工作的过程中，需要及时做好待浇筑以及浇筑状态的切换工作，此过程需要回转台承受较大的压力，长期在旋转的状态下就会导致回转台产生波动。因此，应该不断提升旋转过程的工作效率，必要的情况下还需要加大对旋转时间和旋转速度的控制力度，以免长时间处于旋转的状态。大包回转台在旋转的时候，应该控制好旋转角度，并且要借助脉冲编码器对旋转角度进行检测。
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2.2PID调节二冷水系统
按照金属产品的类型差异，使得二冷水的配置机制也存在一定的差异。在具体开展生产工作的过程中，方坯生产非常关键，该项工作开展情况的好坏可以直接影响到坯子的质量。就二冷水PID，在每一流的PLC中都需要对其进行调节，同时需要应用监控站来实现自动配水工作。按下按钮的同时，系统会出现PID的调节画面，这一步骤是用来计算水流量的设定数值，采用全自动控制方法对水流参数进行有效调节。
2.3设备冷却水控制
在冶金连铸机运行的过程中，需要对水流量进行严格把控，其中，包含设备冷却水的压力、水流温度以及流速等。借助水泵加压冷却水系统，能够完成对连铸机设备的供水作用，并且能够实现冷却水的效果，在冷却塔处于冷却状态之后可以再次加压使用。从冷却塔出来的水流，水泵一年做好加压处理工作，并且用PLC控制系统对加压之后的水流的温度以及压力进行检测，确保用于连铸机的冷却水满足条件要求。来自于连铸机设备的水，在进入到下一个循环过程中之前，需要借助PLC控制系统控制水流量以及水流温度。
2.4滑动水口控制
当大包中的金属液进入到中包之后，应该借助滑动水口，因此，需要对大包的开合状态进行严格把控，以此来有效保障水口流量的精确度，从而避免安全故障的出现。对中包位信号的检测需要用到称重传感器，在此过程中，应该结合PLC控制系统所测得的信号来对程序进行设定，将该运算结果作为控制大包滑动水口移动量的主要依据。
三、PLC在冶金连铸生产过程管理中的应用
3.1修改参数设定
冶金生产中，工艺参数常常存储在计算机中，相关工作人员严格依据生产要求选出浇筑参数，具体包含了铸坯表面温度、钢种参数、截面参数等。此外定尺长度、PID调节参数、结晶器振动频率也均能够得到显示，同时还可以以在线的方式修改设定的具体参数值。
3.2操作监视
监控系统中，子画面、主画面为操作站中对画面进行监控的重要组成，借助该画面可直观的反映连铸生产线。在具体的操作上，只需借助鼠标的点击功能与工艺画面键操作，实现画面间的相互切换。画面功能在系统中常常具有重要指导功能，并且还可以用直观的方式反映生产画面。此外，还可以用更为真实的方式，反映生产流程的实际情况，并且具备动画显示、在线帮助功能。而针对生产流程状态，借助动画方式反映实时生产情况，且对操作站与PLC间通讯网有显著监视效果。
3.3系统报警检查
系统运行过程，工艺参数、设备如果出现异常情况，在操作界面上会显示异常信息，同时记录故障类型、故障产生原因以及故障的发生时间。同时系统还具备了多媒体语音提示功能，这样可以帮助工作人员更快速的寻找以及处理故障问题，同时提升现场故障处理能力。
四、结语
将PLC应用到冶金连铸电气控制系统中，可以大大提高整个控制过程的自动化程度，可靠性高，可以随时随地对各项不同的控制任务进行控制，精度性高，从而保证整个冶金连铸运行的安全性，使整个工作效率大大提高。
项目号：2019-ZD-0522
参考文献：
[1]黄品.PLC在方坯连铸机自动化控制系统中的应用探讨[J].山西冶金，2014，37（4）：25~26.
[2]李世文，王巍.PLC自动化控制系统在方坯连铸机的应用[J].冶金信息导刊，2012，24（26）：55~58.
论文作者:李润生,樊爱龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：控制系统论文; 操作论文; 故障论文; 系统论文; 设备论文; 水口论文; 水流论文; 《基层建设》2019年第27期论文;