本文介紹了UniMAT PLC在冶煉行業(yè)氧化鎂熔煉電弧爐控制系統(tǒng)上的應(yīng)用。電弧爐是將電能轉(zhuǎn)換成熱能，對(duì)碳酸鎂礦石進(jìn)行直接加熱或熔化漂烂，分離出合格的所需氧化鎂物料。電弧爐設(shè)備裝機(jī)容量較高展稼，電磁環(huán)境較為復(fù)雜束多，UniMAT PLC系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，在冶煉行業(yè)電弧爐設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)得到了充分的驗(yàn)證俩堡，對(duì)提高冶煉工藝的穩(wěn)定性提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)拳股。

1 引言

我國電弧爐冶煉工藝在20世紀(jì)80年代以前一直處于落后，經(jīng)過幾十年的發(fā)展氏诽，在冶煉工藝和控制性能上逐步趕超國際水平事匈。特別是在氧化鎂冶煉中，UniMAT PLC系統(tǒng)得到了設(shè)備制造客戶的肯定壳凳，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制址敢，減少了人工工作量和人工誤操作造成的設(shè)備損壞和經(jīng)濟(jì)損失。

2 工作原理

電弧爐冶煉是一種低電壓大電流的工作方式浆左，電能注入石墨電極挥闸，電極和礦石之間產(chǎn)生電弧，弧區(qū)溫度高達(dá)3000℃伪节，可有效的將碳酸鎂礦石熔化光羞。電弧爐主要有電弧爐變壓器、石墨電極怀大、升降臂纱兑、活動(dòng)爐體、變頻電機(jī)化借、控制系統(tǒng)等組成潜慎。石墨電極分別固定在升降臂上，通過變頻電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)蓖康，調(diào)整石墨電極與礦石之間的距離铐炫，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電流控制，同時(shí)保證三相電流平衡钓瞭，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。圖1描述了電弧爐的主要組成部分淫奔。

圖1 電弧爐組成

3 控制系統(tǒng)組成

該控制系統(tǒng)由UniMAT PLC系統(tǒng)山涡、變頻器、低壓電器斜擎、傳感器爱饲、變頻電機(jī)等組成。其中UniMAT PLC系統(tǒng)配置見表1、圖2.

表1：UniMAT PLC系統(tǒng)配置

UniMAT CPU226本機(jī)帶有24DI和16DO乳嘁；可擴(kuò)展7個(gè)IO模塊甸赏；集成2個(gè)通訊口，均支持PPI通訊寻适；程序存儲(chǔ)空間為20K,用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間為10K;采用FLASH技術(shù)超長時(shí)間掉電保持藏崇，無需電池支持，可將數(shù)據(jù)保存長達(dá)10年凤婆；特有的AES迭代加密算法短揉，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

4 控制工藝

該控制系統(tǒng)的核心思想是控制石墨電極與礦石物料的間距非畜，從而達(dá)到控制電流的目的刚肠；而關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)則是電流電壓信號(hào)采集的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。為達(dá)到上述目的亦弛，選用EM231模擬量輸入模塊采集A冒晰、B、C三相電流及電壓竟块，通過EM232模擬量輸出模塊提供給變頻器運(yùn)行的-10V至10V電壓信號(hào)壶运。CPU將EM231和EM232采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)預(yù)設(shè)程序彩郊，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行前弯。圖2描述了控制系統(tǒng)的各PLC模塊的相應(yīng)功能。（轉(zhuǎn)發(fā)暗號(hào)：億維UN200系列PLC）

圖2 PLC模塊功能

該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)秫逝、手動(dòng)兩種控制模式恕出。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，CPU通過采集到電壓電流等反饋信號(hào)和電流設(shè)定值進(jìn)行比較违帆，進(jìn)行計(jì)算浙巫，調(diào)整模擬量電壓輸出控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)和運(yùn)行頻率。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)刷后，通過操作控制面板上的按鈕的畴，調(diào)整電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和運(yùn)行頻率。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常尝胆，手動(dòng)操作優(yōu)先于自動(dòng)操作丧裁。

該系統(tǒng)設(shè)有故障報(bào)警、故障停機(jī)等功能环壳。設(shè)備發(fā)生故障時(shí)央嘱，有聲光電報(bào)警功能，提示操作人員進(jìn)行響應(yīng)乞瑰，若出現(xiàn)電流超限馏纱、電機(jī)堵轉(zhuǎn)等嚴(yán)重故障時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)。

5 結(jié)束語

設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)工控環(huán)境惡劣素牌，有高達(dá)20000KVA以上的變壓器碳携；石墨電極與物料直接產(chǎn)生高溫電弧墓且；3相4線制電源系統(tǒng)临辰；電磁環(huán)境復(fù)雜，對(duì)CPU和模塊的穩(wěn)定性和抗干擾能力有較高要求巴疾。通過驗(yàn)證收斑，UniMAT PLC模塊通過了現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。

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