徐建強(qiáng)

摘要：KR是煉鋼分廠的第一道工序，主要是對鐵水進(jìn)行三脫：脫硫，脫硅，脫磷。對整個鋼鐵的質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。而渣罐車主要是盛放KR鐵水扒渣時產(chǎn)生的鐵渣。但渣罐車先前的控制方式是通過繼電接觸器控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，在長期使用后，發(fā)現(xiàn)了此控制方式既復(fù)雜又對檢修維護(hù)工作帶來很多不便。之后我們將其控制方式改為PLC及WinCC自動化控制，并且對渣罐車實(shí)時監(jiān)控，這樣不僅便于檢修人員對其檢修維護(hù)，提高了操作員工的工作效率，而且提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵字：PLC WinCC KR渣罐車

一、KR區(qū)域的簡介

KR又名鐵水預(yù)處理，它是煉鋼分廠的第一道工序，在煉鋼工藝方

面有很重要的作用。為了滿足轉(zhuǎn)爐煉鋼高質(zhì)、高效的生產(chǎn)要求，高爐鐵水必須在KR進(jìn)行三脫處理：脫硫、脫硅、脫磷，從而降低了鐵水中一些元素成分。

某公司是全部通過機(jī)械攪拌法（KR）對鐵水進(jìn)行三脫處理的企業(yè)。主要工作原理是：通過加入脫硫劑，脫硅劑，脫磷劑，攪拌頭在鐵水中旋轉(zhuǎn)攪動，使之充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

二、KR渣罐車原來的概況及缺點(diǎn)：

由于KR主要是對高爐的鐵水進(jìn)行三脫處理，而在KR生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生很多的鐵水渣，所以在KR的工藝中有一道工序是扒渣，而渣罐車就是用來盛放鐵水渣。下面簡單介紹一下渣罐車原來的操作方法和控制原理：

㈠、渣罐車的操作方法：

當(dāng)鐵水通過三脫處理后，在鐵水表面就會產(chǎn)生很多鐵水渣，操作工就會通過扒渣機(jī)將鐵水渣扒到渣罐車?yán)?。但首先他們必須先在KR渣罐車操作室內(nèi)將渣罐車操作至處理停止位，在操作過程中，先將操作臺上的正向運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)打到Ⅰ狀態(tài)，使得變頻器得到正轉(zhuǎn)高速運(yùn)行的信號，這時渣罐車就會以高速行駛;當(dāng)操作工發(fā)現(xiàn)渣罐車快到處理停止位時，再將正向運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)打到Ⅱ狀態(tài)，使得變頻器得到一個正轉(zhuǎn)低速運(yùn)行的信號，同時渣罐車也會以低速行駛到停止位后停止。若要使得渣罐車反向運(yùn)行，其操作方法與正向類似。但這種操作方法既繁瑣又不方便，并且有一定的不安全因素，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、操作工在渣罐車即將到達(dá)停止位時，如果不將轉(zhuǎn)換開關(guān)從Ⅰ狀態(tài)打到Ⅱ狀態(tài)，這樣渣罐車就會以高速的運(yùn)行狀態(tài)立即停止，這樣對電機(jī)的轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一定的沖擊，將大大降低電機(jī)的使用壽命;

2、操作工在操作渣罐車時必須到KR渣罐車操作室進(jìn)行，而不能遠(yuǎn)程控制，對生產(chǎn)進(jìn)度有一定影響;

3、由于渣罐有很大的重量，具有很大的慣性，如果渣罐車從高速立即停止，就有可能導(dǎo)致渣罐翻倒，產(chǎn)生了很大的危險性。

㈡、渣罐車的控制原理

渣罐車由變頻電機(jī)控制。渣罐車控制電路都是由繼電器，接觸器完成，其電氣圖和變頻器RMIO板接線圖簡圖：

1、電機(jī)的高低速控制是通過操作工對轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換來實(shí)現(xiàn)的，這樣就影響了操作工的工作效率;

2、由于轉(zhuǎn)換開關(guān)使用比較頻繁，對其使用壽命會大大降低;

3、繼電接觸器控制系統(tǒng)接線復(fù)雜，對設(shè)備檢修及維護(hù)工作帶來很多不便。

三、繼電接觸器控制系統(tǒng)與PLC、WinCC控制系統(tǒng)的簡單介紹：

PLC又名可編程邏輯控制器，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具備邏輯控制、定時、計(jì)數(shù)等功能，并取代了繼電接觸器控制。從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，因其可靠性高，編程方便，配置靈活在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲的飛躍;其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步。其主要優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)在：

㈠、可靠性高

①、在硬件上，采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施;

②、在軟件上采用數(shù)字濾波等抗干擾和故障診斷措施;

③、工作方式采用周期循環(huán)掃描方式。

㈡、功能強(qiáng)大

可編程序控制器及相關(guān)產(chǎn)品幾乎可以實(shí)現(xiàn)所有控制任務(wù)，是目前工廠中應(yīng)用最廣的自動化設(shè)備

㈢、簡單方便

①、接線簡單，一般直接聯(lián)線;

②、語言方面都支持梯形圖，編程簡單直觀;

③、模塊化設(shè)計(jì)或擴(kuò)展模塊的使用，簡化了控制系統(tǒng)的形成;

④、系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易，程序易調(diào)試和修改。

四、KR渣罐車的改造：

由于渣罐車原來是通過繼電接觸器控制系統(tǒng)來工作的，但繼電器和接觸器控制系統(tǒng)的復(fù)雜，可靠性低，所以我們采用了西門子PLC來替代繼電，接觸控制系統(tǒng)，由于PLC的控制系統(tǒng)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，而且某個具體的點(diǎn)數(shù)可以多次使用，這樣由PLC組成的控制系統(tǒng)相比控制規(guī)模大大減小，可靠性大大提高。并且原來渣罐車只能在現(xiàn)場進(jìn)行操作，現(xiàn)采用WinCC畫面來實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。具體改造內(nèi)容如下：

㈠、原來的變頻器接收的輸入信號是通過切換轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在我們將所有的限位、按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)等數(shù)字量信號直接送到PLC，經(jīng)程序運(yùn)行處理后，由PLC輸出口來控制變頻器的運(yùn)行。具體如下：將原來的一個限位增加到三個限位，分別為減速位，停止位，急停位。當(dāng)渣罐車將減速限位壓下，通過PLC處理后，由某個輸出端控制中間繼電器，然后由中間繼電器的觸點(diǎn)給變頻器的一個低速信號，這時電動機(jī)以較低的速度行駛;當(dāng)渣罐車將停止限位壓下時，變頻器停止工作，同時電磁抱閘失電恢復(fù)原始狀態(tài)抱住，渣罐車平穩(wěn)停止。而急停限位主要起到停止保護(hù)作用。

WinCC控制的原理大致描述如下：

（1） 在WinCC中添加WinCC與PLC進(jìn)行通訊的通訊驅(qū)動程序

（2） 在通訊驅(qū)動程序下相應(yīng)的通信協(xié)議下建立變量

（3） 為新建的變量選擇在PLC中的地址

（4） 將WinCC畫面中的圖形對象的屬性或者事件連接到變量上

這樣，當(dāng)我們在畫面中對某個圖形對象進(jìn)行操作的時候，對象連接的變量的狀態(tài)將會發(fā)生改變，經(jīng)過PLC中程序的處理，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制的作用。

假如此時渣罐車處在等待位，這時我們單擊前進(jìn)按鈕，前進(jìn)按鈕變綠色，畫面上出現(xiàn)前進(jìn)的綠色箭頭，渣罐車前進(jìn)。當(dāng)渣罐車運(yùn)行到處理位時，處理位的減速和停止兩個限位被壓下，畫面上這兩個限位由灰色變成黃色，這時渣罐車停止，并且畫面上的“停止”底色就會變成紅色。這種控制方式不僅提高了操作工的工作效率，而且可以時刻監(jiān)控渣罐車的運(yùn)行狀況和具體位置。

五、結(jié)束語

KR渣罐車在采用了PLC及WinCC自動控制后，運(yùn)行效果良好，與之前的繼電接觸器控制系統(tǒng)相比，硬件方面結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應(yīng)速度快，性價比很高。另外還可以根據(jù)實(shí)際需要對程序軟件進(jìn)行修改，體現(xiàn)了極大的靈活性和適應(yīng)性。

在通過這次優(yōu)化改造后，不僅使設(shè)備的故障率大大降低，便于我們點(diǎn)檢檢修工作，而且減少了操作工的工作量和生產(chǎn)時間，提高了操作工的工作效率。

參考文獻(xiàn)：

⑴ PLC編程及應(yīng)用/廖常初主編——北京：機(jī)械工業(yè)出版社;

⑵ 可編程序控制器應(yīng)用教程/臺方主編——北京：中國水利水電出版社;

⑶ 深入淺出西門子WinCC V6（第2版）/蘇昆哲主編——北京：北京航空航天大學(xué)出版社