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廈門莫格電氣自動化有限公司

主營產品，優(yōu)勢供應，充足庫存：

各品牌DCS、PLC備件

l Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series系統，FBM（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。

l Invensys Triconex: 冗余容錯控制系統、基于三重模件冗余（TMR）結構的zui現代化的容錯控制器。

l Bently Nevada（本特利）：3500/3300系統

l Westinghouse（西屋）： OVATION系統、WDPF系統、WEStation系統備件。

l Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。

l Schneider Modicon（施耐德*康）：Quantum 140系列處理器、控制卡、電源模塊等。

l ABB：工業(yè)機器人備件DSQC系列、Bailey INFI 90等。

l Siemens(西門子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens數控系統等。

l Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。

l XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。

l GE FANUC(GE發(fā)那科)：模塊、卡件、驅動器等各類備件。

l Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。

l Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅動模塊等。

l Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器。

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：雷琳（銷售工程師） 電  話 ：0592 680 8394 手   機；  

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摘要：介紹S7-300可編程序控制器在電爐控制系統中的應用及電極升降控制的原理。
　 煉鋼電弧爐是將廢鋼或還原鐵裝入爐內，使之與三根人造石墨電極之間產生三相交流電弧，將爐料熔化并冶煉成鋼的爐子。本系統的電極升降是利用弧流的設定值與實際值比較差動調節(jié)，當設定值大于實際值，電極下降，反之上升，zui終達到平衡點進行穩(wěn)弧冶煉的過程。我公司16#電弧爐就是利用這一原理采用PLC自動采樣、自動控制電極升降，從而實現冶煉過程的自動化。
1 PLC系統硬件配置
　 如圖l所示．電源模塊總是安裝在機架的*槽，CPU模塊安裝在第二槽。S7-300用背板總線將除電源模塊之外的各個模塊連接起來。背板總線集成在模塊上,模塊通過U形總線連接器連接,每個模塊都有一個總線連接器，插在各模塊的背后。安裝時先將總線連接器插在CPU模塊上．并固定在導軌上，然后依次裝入各個模塊。通過對CPU及DI、DO、AI、AO各模塊的組態(tài)，保證各開關量的輸入、輸出控制及弧流、弧壓的采集，并通過模出控制電極升降。
 

2 PLC系統編程應用
2.1 主程序結構
　 系統主程序由OBl完成，如圖2所示。

　
　 組織塊Obl:在選擇自動檔位時調用FB3、FC1O、FCll、FCl2來自動完成模入、模出、比較、PID調節(jié)等功能。
　 功能塊FCl:是來自三相弧流弧壓模數變換環(huán)節(jié)，由模擬量轉變成數字量。
　 功能塊FCl0、FCll、FCl2:用來限制實際弧流弧壓zui大值、zui小值是否運行在這個參數之間，如出現偏差及時保護。
　 功能塊FB3:是運行PID閉環(huán)調節(jié)的功能塊。
　 數據塊DB:用來分類儲存設備或生產線中變量的值，數據塊也是用來實現各邏輯塊之間的數據交換、數據傳遞和共享數據的重要途徑。
2.2 參數功能表
　 電弧爐冶煉電極升降過程必須采取閉環(huán)控制方式，才能使系統穩(wěn)定工作，所以我們在PLC里引入功能塊FB3(圖3)并設置了PI動態(tài)調節(jié)、限幅及死區(qū)調整等環(huán)節(jié)。

　

表1　　 FC3功能表
IN0 實際弧流I實 
IN1 實際弧壓U實 
IN2 計算過的給定值（外部） 
IN3 內部設定值 
IN5 內部設定值 
IN4 內部設定值 
I07 內部設定值 
I08 內部設定值 
OUT 輸出 

　


2.3 電極升降系統PI工作原理
　 根據冶煉工藝要求來設定弧流I0(要求實現的電流值)、弧壓UO(變壓器五檔調壓)，電爐引弧期間，電極升降頻繁，怎樣使它既不斷弧又要在工作狀態(tài)，我們引入了比例積分調整環(huán)節(jié)。
　 比例部分
　　 I實-　 IO/UO×U實×1.732=±I07
　　 I07×IN3=KP
式中，I實一實際電弧電流值；I　 O一設定電弧電流值；UO一變壓器五檔位選定電弧電壓值；U實一實際電弧電壓值；I07一運算過的電流值；IN3一可調整的比例倍數；KP-比例系數(存放在功能塊DBl.DBDl2處)。
　 積分部分
　 IN4/IN5×DB1.DBD4=DBl.DBD8
　 (DBl.DBS×I07)+I08=DBl.DBD20
式中，IN4(DB6.DBD48)、IN5(DB6.DBD4)、 DBl.DBD4一可調整的積分時間常數：DBl.DBD8一積分時間常數；DBl.DBD20--積分
　 累加系數。
　 綜上所述,功能塊輸出OUT可表示為
　 OUT=DB1.DBD12+DB1.DBD20
式中，DBl.DBDl2一比例系數：DBl.DBD20一積分累加系數。
　 當I07差值為正時證明實際弧流大弧壓低電極上升；為負時證明弧流小弧壓高電極下降。電極上升下降反應速度由PI調節(jié)常數設定，比例、積分常數可根據不同情況進行調整．在調試中修正。此外還有死區(qū)控制(又稱冶煉穩(wěn)定區(qū))，輸出值一旦進入此區(qū)，系統自檢定為穩(wěn)弧區(qū)(電極波動≈0)，也就是給定值、弧流、弧壓三個量關系的平衡，以保證弧流的穩(wěn)定。為防止斷弧還要有上升下降速度限幅，一般使上升、下降限幅值設為0.5：1即上升速度為下降速度的50％,此值可根據實際情況進行調整。調整時要適當改變比例、積分時間常數及上升下降速度限幅值，以保證電爐順利引弧并使冶煉電流平穩(wěn)。
　 本系統電極控制為液壓式．通過控制閥將電信號變換成液壓信號，用液壓缸直接移動電極架的方式，由于消除了旋轉部分的慣性，所以起動特性良好。從輸入信號給出以后，到電極達到zui高速度的時間為40～80ms左右。
3 結語
　 此系統經調試后現已正常運行。系統運行穩(wěn)定，起弧快，冶煉平穩(wěn)。與傳統的模擬系統相比，具有控制精度高、可靠性強、故障率低、便于維護等優(yōu)點。使得電爐冶煉質量和自動化程度都較過去發(fā)生了質的飛躍

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