谷興坡

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(yùn)行是急需解決的問題?；诖?，本文主要針對(duì)煉鋼電氣控制系統(tǒng)方面的內(nèi)容進(jìn)行了分析探討，以供參閱。

關(guān)鍵詞：煉鋼；電氣控制系統(tǒng)；PLC

轉(zhuǎn)爐煉鋼為鋼鐵生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)，通過對(duì)轉(zhuǎn)爐關(guān)鍵設(shè)備冶煉過程的電氣控制進(jìn)行分析，來保證冶煉鋼水的溫度與成分滿足專業(yè)要求。對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)狀來看，受鋼水溫度與碳含量檢測(cè)時(shí)間要求限制，再加上冶煉過程邊界條件變化頻繁，增大了冶煉生產(chǎn)過程控制的難度。為提高控制效率，需要結(jié)合智能技術(shù)來對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行完善。

1煉鋼電氣控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐煉鋼控制系統(tǒng)主要包括人工智能、模式識(shí)別、專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)控制方式，通過模擬人腦的方式來對(duì)整個(gè)煉鋼過程進(jìn)行控制。智能控制系統(tǒng)有效實(shí)施的前提是收集數(shù)據(jù)，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的計(jì)算將結(jié)果告知計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，確定煉鋼生產(chǎn)過程各項(xiàng)參數(shù)的最佳狀態(tài)，包括鋼種、溫度、吹氧量、散裝料加量、合金添加量以及出鋼時(shí)間等[2]。通過反復(fù)多次的訓(xùn)練，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便可以記住所有參數(shù)設(shè)定要求，然后在實(shí)際煉鋼時(shí)，遇到相似的情況，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)既可以確定出一個(gè)合理的控制方案。這樣即可以避免假設(shè)因素與實(shí)際情況不符，以及各問題出現(xiàn)需要采取的解決措施，只需要根據(jù)系統(tǒng)給出的控制方案，便可以得到預(yù)計(jì)的結(jié)果。

2煉鋼電氣控制系統(tǒng)中存在的問題

2.1現(xiàn)場(chǎng)通訊總線太長(zhǎng)

我們投入使用的轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)有一個(gè)通病，即：連接現(xiàn)場(chǎng)的通訊總線過長(zhǎng)。這一弊端主要凸顯在通訊總線上需要設(shè)置大量的設(shè)備站點(diǎn)。如果位于通訊總線上的某一個(gè)設(shè)備站點(diǎn)出現(xiàn)故障，那么隨之而來的問題將會(huì)嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的正常運(yùn)作，甚至有可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓不能正常運(yùn)行。出現(xiàn)故障后查找故障原因復(fù)雜耗時(shí)長(zhǎng)等弊端。

2.2底吹系統(tǒng)模式單一

目前，在工業(yè)建設(shè)過程中，對(duì)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(yùn)用現(xiàn)代自控控制模式。從當(dāng)前生產(chǎn)和工藝的發(fā)展趨勢(shì)來看，一味使用傳統(tǒng)單一的自動(dòng)控制模式就會(huì)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(huì)直接影響氬氣的使用效率，會(huì)造成一些不必要的浪費(fèi)。倘若沒有正確設(shè)定氬氣的出口量，則會(huì)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(yùn)行原理比較簡(jiǎn)單，首先該是形成密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是依托轉(zhuǎn)爐口上部的活動(dòng)煙罩與加料而形成的，其次，設(shè)備在切斷閥門時(shí)主要是依靠下料口氮封和氧槍口氮封裝置進(jìn)行的。在實(shí)際工作中，如果發(fā)現(xiàn)爐口是朝上的，煙氣也會(huì)快速生成，此時(shí)如果氮封封不住就會(huì)導(dǎo)致煙氣外散。

2.4氧槍槍位監(jiān)控系統(tǒng)的問題

煉鋼電氣控制系統(tǒng)在運(yùn)作的過程中需要不間斷的進(jìn)行監(jiān)控。為保證煉鋼質(zhì)量，通常情況下會(huì)監(jiān)控氧槍來完成這一工作。這一監(jiān)控工作所需的設(shè)備有雙速電機(jī)編碼器驅(qū)動(dòng)和自動(dòng)化部的PLC進(jìn)行，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)開始運(yùn)作時(shí)，編碼器設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)也隨之同步運(yùn)作，這樣一來，就使得煉鋼過程中槍位情況全部實(shí)時(shí)顯示到主機(jī)上。

3煉鋼電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化措施

3.1氧槍系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)完善

對(duì)于氧槍系統(tǒng)的完善是至關(guān)重要的，因?yàn)槠潢P(guān)系到生產(chǎn)的安全問題，減免不必要的危險(xiǎn)事故的發(fā)生。氧槍的槍位會(huì)隨著轉(zhuǎn)爐的吹煉時(shí)間而發(fā)生變化，我們可以把氧槍控制系統(tǒng)中的機(jī)械編碼器換成西門子智能編碼器，智能編碼器通過檢測(cè)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)來得到正確的位移量，系統(tǒng)通過檢測(cè)到不同的位移信號(hào)來發(fā)出指令通過PLC程序來控制電機(jī)起停等。升級(jí)后氧槍升降控制系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、響應(yīng)速度快、定位精度高、控制正確、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。

3.2底吹系統(tǒng)的改造

底吹系統(tǒng)也是很重要的一個(gè)系統(tǒng)，它的構(gòu)造主要是從PLC上面進(jìn)行入手。這其中主要分為四套的模式，工作人員可以根據(jù)冶煉的不同時(shí)間段或者不同的氣體切換模式來自主選擇最合適的一種模式。有的模式主要是靠吹氮?dú)鈦砬袚Q成氬氣，有的是全程只使用一種氣。無論你采用哪種模式，在倒渣或者是出鋼等環(huán)節(jié)中就都應(yīng)該采用較低的流量進(jìn)行全程的吹氮?dú)?。那么怎樣才能最好的把握這個(gè)度，就應(yīng)該根據(jù)吹氣流的不同需求，人員的操作經(jīng)驗(yàn)，來選擇不同的位置，對(duì)流量進(jìn)行優(yōu)化，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候適當(dāng)?shù)臍?，這樣既保證滿足生產(chǎn)的要求，又保證了不浪費(fèi)。

3.3氮封系統(tǒng)的設(shè)立

通過工作人員的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，把爐口的活動(dòng)煙罩改造成壓縮空氣密封，這樣的系統(tǒng)就能夠減少低壓氮?dú)獾南?。然后還要對(duì)電氣連鎖和氣流方面進(jìn)行改善，所以就要讓溜管保持干燥。同時(shí)將原來的氮封和氧封之間的連接處改造成槍位的連鎖，再根據(jù)爐況的判斷，用PLC程序來控制閥門，這樣就能做到既節(jié)約氣體，又可以保護(hù)設(shè)備，從而降低工作流量，最后就能夠提供氮?dú)獾氖褂寐?。因此，?duì)于氮封系統(tǒng)的設(shè)立與改進(jìn)是非常有必要的，這樣提高煉鋼的質(zhì)量。

3.4加強(qiáng)各系統(tǒng)的監(jiān)控

我們可以根據(jù)情況建立監(jiān)控大系統(tǒng)，設(shè)立監(jiān)控工程師崗位。在日常的工作中，調(diào)試人員每個(gè)人有每個(gè)人的工作，權(quán)責(zé)分明，最后的六個(gè)PLC的程序是單獨(dú)提供出來的。但是這也會(huì)帶來一個(gè)問題，就是本來是PLC進(jìn)行信息聯(lián)絡(luò)工作，然后單獨(dú)的程序就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)不能集中在一個(gè)項(xiàng)目之中，很可能導(dǎo)致信息的丟失。為了解決這個(gè)問題，我們可以再監(jiān)控站上面安裝軟件，讓幾個(gè)PLC進(jìn)行整合，這樣就會(huì)形成一個(gè)統(tǒng)一的大系統(tǒng)。這樣一來，整個(gè)監(jiān)控就變得更可控，提高了管理人員對(duì)各系統(tǒng)的運(yùn)行情況的隨時(shí)監(jiān)控。

結(jié)束語

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中外界條件經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，控制難度較大，進(jìn)而會(huì)影響煉鋼效果。為提高煉鋼質(zhì)量與效率，必須要在原有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及智能技術(shù)等進(jìn)行完善，提高各項(xiàng)參數(shù)的合理性，降低外界條件變化對(duì)煉鋼效果的影響，達(dá)到提高轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)綜合效益的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶鈞，柴天佑，李小平，鄭萬，劉萬善，黎軍保.轉(zhuǎn)爐煉鋼智能控制方法及應(yīng)用[J].控制理論與應(yīng)用，2011（S1）：129-133.

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[3]李彥平，潘德惠.轉(zhuǎn)爐吹煉后期動(dòng)態(tài)終點(diǎn)控制[J].東北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（4）：376～381.