基于S7-300 PLC的大型电弧炉控制系统

　　2 工艺实践

　　由该控制策略组建的自适应控制系统已在某钢厂调试通过，并能可靠正常运行。运行结果表明，该系统控制精度高，可靠性高，动态响应速度快，弧流控制稳定。提高了电极升降调节的快速性，可以保证电极平稳调节。

　　2.1 系统硬件

　　电极升降自动控制系统结构框图如图2所示，图中仅画出A相电极控制框图，B，C相和A相相同。

　　主要部分简介如下：

　　PLC选用西门子公司的S7-300 PLC作控制器。用于向上和上位机通讯，接受上位机的命令，并将工业现场的工况如实向上位机传送。将弧流、弧压数值、限位开关、继电器、电弧炉变压器的各种保护电磁阀的状态、断路器的分合闸等信息送给工控机。向下接受各种模拟量和开关量信号。同时控制三相伺服阀、液压缸系统和各种现场设备。

　　上位机选用工业控制计算机，通过工控软件WINCC实现与下位机的对话，通过现场总线Profibus网对系统进行实时监控。

　　电流采集单元：由于电弧炉变压器的二次侧电流高达数万安培，因此将电流互感器安装在一次侧。电流采集单元的采集板将检测到的相电流转换成0～5 A的信号，再转换成4～20 mA的电流信号，接到PLC的AI模块中。同时将电压互感器检测到的信号，一方面给显示电路，一方面给PLC的AI模块。

　　伺服阀、液压缸系统是电极升降控制系统的执行装置，由电液伺服阀、液压缸、背压阀、换向阀等组成。该系统的液压力为9 MPa。

　　2.2 软件流程

　　系统用S7-300 PLC作为控制器，其软件流程如图3所示。

　　3 结 语

　　系统采用可靠性高，抗干扰能力强的S7-300 PLC作控制器。在此给出了采用灵敏度自适应控制的控制方案，对电弧炉的电极进行自动控制，克服了外界环境对电极控制的影响。该系统已在某炼钢厂可靠运行。达到了降低电炉电耗，减轻工人劳动强度，提高产品质量的目的。