s7—2 0 0 plc在电极压放装置上的应用

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1、S7—200PLC在电极压放装置上的应用陈刚，沈社会(三峡大学电气信息学院，湖北443002)摘要：介绍了S7—2o0PLC对电弧炉的电极进行控制的运行原理，系统的组成及所需完成的功能；采用这种控制系统可以解决传统的继电接触器控制电路的元件多、系统大、维护难，以及可靠性低等缺点，并有了节能节耗的效果。关键词：电弧炉；电极；PLC；气压系统TheApplicationofS7-200PLCintheElectrodeFIuctuationDeviceCHENGang，SHENShe-hui(TheC

2、ollegeofElectricalEngineeringandInformationTechnology，ChinaThreeGorgesUniversity，HuBei443002，China】Abstract：ThisarticlepresentstheapplicationofS7—200PLCtOcontrolEAF’Selectrode。solvedthetraditionalrelaycontactorcontrolcircuitcomponen~，alargeIdifficultm

3、aintenance，andloweliabilityshortcomings．Keywords：EAF；e1ectrode；PLC；PressureSystem1电弧炉的电极调节在电弧炉炼钢过程中，输出到电弧炉内的电功率大小与电弧长度有关，电极位置的调节是确保产品质量的关键之一，特别是在炉料熔化期，电极弧隙长度经常变化，离开正常工作状态的各种偏差不断发生，导致输人功率的变化，影响炼钢质量。欲保持在最佳用电规范下电弧长度不变，通常需要连续调节电极位置确保电极弧隙长度。由于在熔化期经常有冲击电流和短

4、路现象发生，因此只有实现自动控制才能实现高质量、高生产率和低能耗。目前，我国的中小型电弧炉大多采用锥形环液压电极把持器，这种把持器结构简单、操作方便，还可调整铜瓦的夹紧力，但是由于把持器需要一套液压系统，从而增加了系统的复杂性和设备投人，而且这种液压系统在长期运行后液合油会出现泄露问题，在电弧炉高温明火的环境里，泄漏油很容易引起失火。利用气动代替液压系统，可以避免出现因液压油泄漏导致的严重后果。采用气缸代替液压缸，而且只要在气囊抱闸的气动系统基础上稍加改进，就可以制成全气动的电极把持器，并通过PL

5、C技术实现压放电极的全自动和半自动控制。PLC是一种体积小、功能强、可靠性高、使用灵活、维护方便和抗干扰能力强的控制装置，用PLC对调节过程进行控制能够保证设备可靠、准确运行，提高系统自动化程度。2电极升降自动控制系统和电极控制策略电极自动控制系统主要由电压电流的测量比较环节、调节器和其后的执行机构组成，执行机构分为机电式电极升降装置、液压和气压电极升降装置。其中机电式电极升降装置一般用于中小容量的电弧炉，而液压和气压式电极升降装置一般用于大型电弧炉，其控制系统见图1。目前最为常用的电极调节方法有

6、电流调节策略(又称恒电流法)和阻抗调节策略(恒阻抗法)图1电机升降控制系统其中恒电流控制策略的调节器具有足够高的灵敏度，供电稳定对电网的冲击小，输入炉内的功率也很平稳，而且变压器中的损耗比较小，特别是它的控制较简单，所以本文采用恒电流法控制。PLC电极升降自动控制系统组成框图如图2所示。图2电极升降自动控制系统组成电极调节系统通常由电流测量环节、电压测量环节、控制器、伺服阀、气压缸等组成，调节对象是电弧长，由于电弧长目前还没有合适的检测设备，因此只能通过检测电弧炉主电路的电弧电流来间接控制整个系统

7、。在运行中由电弧炉变压器高压侧各相电流互感器把检测到的电流变化用电流变送器转换成O～IOV的电压信号；这些电压信号经过整形滤波后送入比较器(比较器的基准信号是根据熔炼过程中最有利的电流确定的)。当运行电流大于或小于标定值时，比较器的输出使得继电器的常开触点闭合，向PLC发送一个上升或下降开关量输入信号，该信号经PLC处理后，使PLC输出继电器触点接通，控制电动机正反转，使电极上升或下降；当电流变化到与标定值相同时，PLC输出继电器给出信号，停止电极电动机动作，从而保证每相电流在受到外界各种干扰时能

8、够自动回到标定值，实现冶炼过程的优化控制，避免过大的冲击电流，使能耗下降。根据冶炼过程的工艺流程，要求PLC完成和协调完成的功能有以下几项。(1)高压真空开关的切台闸控制：当满足高压合闸要求的条件时，操作真空开关合闸手柄，真空开关合上，可以开始冶炼；冶炼过程中，一旦出现不满足合闸的条件，真空开关自动切闸；或者冶炼正常但工艺要求切闸时，可操作真空开关切闸手柄，手动切闸。(2)电极升降逻辑联锁：三相电极的动作方式包括自动／手动上升、手动下降、总上升及总下降5种，手动优于自动，电极快速提