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PLC 技术在钢铁企业电气自动化控制中的应用研究论文

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  关键词:PLC技术;钢铁企业;电气自动化控制;应用研究

  1 PLC技术概述

PLC 技术在钢铁企业电气自动化控制中的应用研究论文

  可编程逻辑控制器(PLC)技术作为自动化控制领域的重要组成部分,借助其可编辑、可存储的特性,通过接收模拟和数字指令的输入输出,实现对生产设备和各生产环节的高效控制。PLC系统的核心在于其灵活的编程能力,允许工程师根据具体需求进行定制化设计,从而适应不同的生产流程和工艺要求。在PLC技术的应用中,工程师可以利用各类传感器和执行器,通过巧妙的逻辑设计,实现对生产过程中各种参数的监测和调控。这种高度的自动化程度不仅提高了生产效率,同时也降低了人为操作的错误率,为工业生产带来可观的经济效益。此外,PLC系统的稳定性和可靠性也是其备受推崇的特点之一[1]。其设计考虑了工业环境的各种因素,保证了在恶劣条件下依然能够稳定运行,为生产线的持续运转提供了坚实的技术支持。总体而言,PLC技术在工业自动化中的广泛应用,不仅为生产企业带来了显著的技术进步,同时也为工程师提供了更为灵活和可控的控制手段。

  2钢铁企业电气自动化控制中PLC技术应用价值

  在电气自动化和钢铁冶金领域,PLC技术的广泛应用展现出显著的优越性。通过灵活的编程和模拟语言,PLC技术有效改善了作业环境。其自动化生产流程不仅减少了人力资源的投入,而且在突破传统技术限制方面取得了显著的进展,为提高生产效率奠定了坚实基础。在探讨PLC技术在电气自动化中的应用时,不可忽视的是其在作业环境改善方面所产生的积极影响。通过合理的编程,PLC技术能够实现对生产环境的精准控制,优化各个工作单元之间的协同操作,从而提升整体生产效益。这种定制化的控制不仅提高了生产的稳定性和一致性,同时也为作业人员创造了更为舒适、安全的工作环境,有助于提高员工工作积极性和生产效率。此外,PLC技术的模拟语言在作业过程中发挥了关键作用。通过模拟对生产环节的实时监控,PLC技术能够及时检测潜在问题并实施预防措施,有效降低了生产中出现故障的可能性。这种实时监测和响应机制不仅确保了设备的安全运行,同时为企业节省了维修和停机的成本,从而提升了整体生产效率。自动化生产流程的建立是PLC技术在钢铁冶金领域取得成功的另一重要方面。通过对生产流程的智能化规划和实施,PLC技术不仅实现了生产流程的高度自动化,还提升了生产效率。这种自动化流程不仅仅是简单地代替人工操作,更是在优化资源配置的同时,通过数据分析和反馈机制实现了对生产环节的精细化控制,进一步提高了生产效益。

  3 PLC技术在钢铁企业电气自动化控制中的应用

  3.1在热轧生产线中应用

  钢铁企业生产中,热轧生产线扮演着至关重要的角色,其通常由加热炉、高压水除鳞系统、轧机系统以及冷却和卷取构成,而PLC技术的应用则将进一步提升钢铁生产效率。

  第一,加热炉作为热轧生产线首要环节,其性能和稳定性直接影响到钢铁生产过程的质量和产能。一方面PLC技术的应用可以在程序中设定相应的逻辑控制规则下对加热炉开展启动、停止、升温和降温等操作,同时也可以实时监测与调整炉内温度。既有利于减轻工人劳动强度和,又提高了热轧生产线运行效率,同时精准温度控制能够保证钢材加工质量;另一方面,在加热炉的安全控制上,PLC技术通过设置安全逻辑,当系统检测到温度波动、传感器故障等异常情况时,能够及时采取紧急暂停措施,以此保证生产过程的安全性。同时借助于加热炉中所布设PLC控制器所采集数据,钢铁企业能够实时监测加热炉的运行状态、能耗情况等信息,这为优化生产流程、降低能耗成本提供了有效的数据支持[2]。

  第二,高压水除鳞系统中应用。一方面借助于PLC编程,实现对高压水喷嘴的精准控制,这样能够满足不同厚度和宽度的钢板生产需要。同时精细地调节使得高压水除鳞系统能够在保证鳞皮有效去除情况下最大程度地减少对钢板表面的冲击,以此提升产品质量。另外经由PLC程序设定,高压水除鳞包括喷嘴的启停、水压的调节、喷水位置的移动,整个过程都可以实现自动化控制,有力地保障了生产过程的稳定性和一致性。此外,PLC技术通过在高压水除鳞系统中设置相应的传感器和监测装置,能够实时获取高压水除鳞系统各部分的工作状态,一旦出现的故障可以马上诊断和处理,这对于降低生产线因故障而停机的风险,提高生产的连续性和稳定性大有帮助。

  第三,轧机系统中应用。PLC技术在轧机系统中的应用一方面借助于编程,实现对轧机辊缝的自动调整,以满足不同规格和材质的钢板生产,这样有效地提高轧机系统的生产适应性,确保在不同生产条件下获得稳定的产品尺寸和质量。另一方面,得益于PLC程序设定,实现轧机各个部分之间的协同工作,包括辊缝的同步控制、进料速度的调整、轧制力的实时监测等。这种协调控制不但将生产线的整体效率提高了,还有效避免了因为轧机各部分之间不同步而引起的生产问题。最后,PLC技术会在轧机系统中集成相应的传感器和保护装置,这样可以实时监测轧机工作状态,保证在发生异常情况时能够及时切断电源,保障设备和操作人员的安全。

  第四,冷却和卷取中的应用。首先,钢铁生产过程中冷却步骤不可或缺,它直接影响到钢材的质量和性能。PLC技术的应用以精确的温度和压力监测,实现对冷却过程的精密调控。借助于实时反馈和调整的能力,让冷却过程更加稳定、可控,这样才能产出质量达到标准要求的钢铁产品。其次,钢材冷却后整形成卷过程称为卷取,其精度和速度直接关系到产品的成型质量。PLC技术的应用可以实现卷取机械部件的精准控制,完成卷取张力、速度和直径等关键参数的实时监测和调整。最后,PLC技术在冷却和卷取中应用,并非只限于单一功能的控制,同时它与其他系统能够协同工作。比如,经由与传感器、执行器和数据采集设备的联动,PLC系统实现了信息的无缝交互,构成了一个高效的生产闭环。通过这种集成式控制方式,为钢铁生产提供了全面、精准的技术支持。

  3.2高炉除尘中应用

  高炉除尘在钢铁生产过程中是一项至关重要的环保措施,目的在于有效去除高炉煤气中的粉尘颗粒,降低环境污染。而PLC技术作为电气自动化控制的先进手段能够在这方面发挥着关键作用。首先,高炉除尘系统涉及多个设备,如除尘器、风机、阀门等,PLC技术可以对这些设备实现智能化控制。简单来说,PLC控制系统通过与这些设备的联动,便可完成整个系统的精密控制。智能化控制方式除了能极大程度地提升系统的稳定性,同时让系统能够根据实际运行状况进行动态调整,这样能够最大限度地提高除尘效率。其次,高炉除尘过程中PLC技术能实时采集和监测相关数据,精准掌控高炉煤气中粉尘浓度和颗粒大小等关键参数。同时,PLC系统根据所获取关键参数可以迅速做出决策并调整除尘设备的运行参数,从而使得除尘效果达到最佳。高炉除尘系统中的PLC技术具备实时反馈和调整的能力,以及更高的自适应性,对不同工况下的粉尘排放情况都可以有效处理。另外,PLC技术在高炉除尘过程中另一重要应用,同样是可以让它与其他系统的协同工作。经由和高炉控制系统、环境监测系统有效连接,PLC系统可以完成信息的共享和交互。高炉生产过程中这种协同性的设计,电气自动化控制与环保措施之间形成有机统一,提高了整个生产系统的综合效能。3.3配料系统中应用

  配料系统的高效运作对于钢铁产品质量与提升生产效率至关重要。配料系统中PLC技术的应用主要集中在自动配比控制、智能输送控制和实时数据监测三个方面。首先,PLC技术在配料系统中的自动配比控制应用可以实现高度精确。PLC控制系统通过预设的配比参数,实时监测原材料,阀门、输送带等设备根据设定值智能调整,确保每一批原材料的精准配比。简单而言,原材料的流量、重量等数据会被传感器实时采集并传输至PLC系统,随后通过精密算法进行计算和调整使得每批原材料实现高度自动化的配比控制,从而确保钢铁冶炼成品的质量一致性。其次,PLC技术在配料系统中应用可以实现智能输送控制,从而提升生产效率。PLC技术的应用可以实现输送带、斗式提升机等输送设备的精密控制,生产中系统根据实时监测到的生产工况,智能调整输送上述设备运行参数,可以在最短的时间内准确运输原材料。高效的输送控制将有助于缩短生产过程中的等待时间,并提高整体生产效率,为钢铁企业创造了更为经济高效的生产模式。最后,数据监测实时上,PLC技术通过与系统数据库的联动,实现了对生产数据的实时采集和存储。这样一来将准确记录各个配料点的运行状态、原材料库存等关键信息,从而给企业提供了一个全面的数据平台。中控室管理人员在后台可以通过可视化界面监控生产过程,并且计算机系统通过算法分析数据,及时监控全程是否出现异常情况,以此保证生产过程的稳定性和可控性。

  3.4变频调速中应用

  在钢铁生产电气自动化控制中,变频调速和PLC技术二者结合应用将进一步提升生产效率与安全性。首先,变频调速技术可以让钢铁生产线中相关设备的电机实现科学调速,这在生产中发挥着不可替代的作用。相对于传统的固定频率模式,变频调速与PLC技术结合可以调整电机的频率,从而实现对电机转速的精确控制,具有更高的灵活性和能效。对于钢铁生产来说,生产线上的各个环节由于生产工艺的需求存在差异,其转速往往也是不同,在这种情况下变频调速与PLC技术结合便可以满足钢铁生产线上不同转速要求,这样确保生产高效率[3]。其次,变频调速与PLC技术结合应用,能够通过编程实现对生产过程的自动化控制。在钢铁生产中,PLC借助所设置的各种传感器实时收集生产线上的运行信息实现运行状态实时监测,随后根据生产所需预设的程序会对相关环节进行变频调速的控制。这种高度智能化变频调速控制方式极大程度地增强生产线的响应速度,并且由于减少了人工干预可以有效地减少操作误差。此外,钢铁生产中变频调速与PLC技术结合应用有助于实现不同设备之间的协同工作,这样也可以对整个生产过程进行优化。具体来说,经由PLC程序中设定合适的逻辑和控制钢铁生产线上不同设备之间可以实现无缝衔接,从而使得各个环节协调运行,在这种工况下变频调速协同作用得到进一步发挥,因为不同部分的变频调速需要有机地结合,以确保整个生产过程的高效运行。

  3.5故障预警

  结合实践来看,钢铁生产由多个环节及众多设备所构成,这决定了它是一个高度自动化的复杂系统,在这种情况下故障预警是确保生产效率与安全的重要环节。PLC技术凭借着高度可编程性、稳定性和可靠性等诸多优点给钢铁生产中的故障预警提供了有效的解决方案。首先,钢铁生产中各环节关键参数数据都会被PLC所布设的传感器进行实时监测和采集,随后计算机系统利用这些数据建立了一个全面的生产数据模型,其中涉及温度、压力、流量、速度、重量等多方面内容,同时设定好安全值。在钢铁冶炼过程中,系统通过传感器及时捕捉生产过程中的任何异常波动数据,为故障预警提供了有力的数据基础。其次,PLC技术具有强大的信号处理和分析能力,这赋予其在极短时间内便可完成钢铁生产线各环节所采集的大量数据分析和判断工作。系统通过建立合理的算法和逻辑规则,生产过程中识别出与正常生产状态不符的异常情况,并通过预设的报警机制发出故障预警信号,随后系统会向操作人员发出检修和维护指令,以保障生产的持续稳定运行。最后,PLC技术在钢铁生产中故障预警地应用灵活的编程能力也十分重要。这是因为钢铁生产中的生产流程复杂多变并且设备众多,进而所发生的故障类型呈多样化特点。PLC系统通过灵活的编程,可以根据实际生产情况进行定制化的故障预警方案,提高系统对多样化故障的适应能力。

  4结论

  综上所述,PLC技术应用能够给钢铁生产过程中的热轧生产线、高炉除尘、配料系统和变频调速等方面带来提高生产效率、降低成本、保障环保和确保产品质量等显著优势。因此,相关企业需不断加大对PLC技术的创新和应用,为钢铁产业的可持续发展注入新的动力。

  参考文献

  [1]张涛.PLC技术在钢铁企业电气自动化控制中的应用[J].冶金与材料,2023,43(4):73-75.

  [2]吴志远.PLC技术在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用[J].中国设备工程,2023(12):248-250.

  [3]姚征,张文亮.钢铁企业电气自动化控制中PLC技术的应用[J].中国金属通报,2022(3):43-45.

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