基于S7-300 PLC的大型電弧爐控制系統(tǒng)

2 工藝實(shí)踐
由該控制策略組建的自適應(yīng)控制系統(tǒng)已在某鋼廠調(diào)試通過，并能可靠正常運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)控制精度高，可靠性高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，弧流控制穩(wěn)定。提高了電極升降調(diào)節(jié)的快速性，可以保證電極平穩(wěn)調(diào)節(jié)。
2．1 系統(tǒng)硬件
電極升降自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，圖中僅畫出A相電極控制框圖，B，C相和A相相同。

主要部分簡介如下：
PLC選用西門子公司的S7-300 PLC作控制器。用于向上和上位機(jī)通訊，接受上位機(jī)的命令，并將工業(yè)現(xiàn)場的工況如實(shí)向上位機(jī)傳送。將弧流、弧壓數(shù)值、限位開關(guān)、繼電器、電弧爐變壓器的各種保護(hù)電磁閥的狀態(tài)、斷路器的分合閘等信息送給工控機(jī)。向下接受各種模擬量和開關(guān)量信號(hào)。同時(shí)控制三相伺服閥、液壓缸系統(tǒng)和各種現(xiàn)場設(shè)備。
上位機(jī)選用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過工控軟件WINCC實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的對話，通過現(xiàn)場總線Profibus網(wǎng)對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
電流采集單元：由于電弧爐變壓器的二次側(cè)電流高達(dá)數(shù)萬安培，因此將電流互感器安裝在一次側(cè)。電流采集單元的采集板將檢測到的相電流轉(zhuǎn)換成0～5 A的信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成4～20 mA的電流信號(hào)，接到PLC的AI模塊中。同時(shí)將電壓互感器檢測到的信號(hào)，一方面給顯示電路，一方面給PLC的AI模塊。
伺服閥、液壓缸系統(tǒng)是電極升降控制系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，由電液伺服閥、液壓缸、背壓閥、換向閥等組成。該系統(tǒng)的液壓力為9 MPa。
2．2 軟件流程
系統(tǒng)用S7-300 PLC作為控制器，其軟件流程如圖3所示。

3 結(jié) 語
系統(tǒng)采用可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)的S7-300 PLC作控制器。在此給出了采用靈敏度自適應(yīng)控制的控制方案，對電弧爐的電極進(jìn)行自動(dòng)控制，克服了外界環(huán)境對電極控制的影響。該系統(tǒng)已在某煉鋼廠可靠運(yùn)行。達(dá)到了降低電爐電耗，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。