1、引言

　　一钢厂“平改电”工程经过两年多紧张的准备、设计、施工和调试后，其电炉系统己于2000年1月正式投产。

　　该电炉由太钢二钢厂60年代末引进的AESA公司的50t电炉改造而成。其基本工艺为炉盖旋开顶装料，偏心底出钢。电炉设备主要

　　由以下部分组成；炉体、水冷炉盖、倾动机构、电极升降机构、炉盖提升旋转机构、大电流线路、维修装置、加料装置、水冷、气动系统、液压系统等。

　　其电气控制采用电控、仪控及计算机控制三电一体考虑，计算机控制系统由操作员站、三台可编程控制器和五个远程I/O站组成。涉及开关量输入输出点800多个、模拟量输入输出40多路，通过Siemens profibus网络实现其数据传递。

　　2、工艺及控制功能简介

　　电炉是冶金生产的初始环节，目的是将废钢和铁水炼成钢水CONTROL ENGINEERING China版权所有，供给生产的下环节——精炼炉，电炉对产品的产量、质量和成本都有直接的影响。其工艺及控制功能见图1；

　　该电炉装料方式为炉盖旋开式顶装料，装料过程完毕后，下降电极控制工程网版权所有，利用电极与炉料之间产生的电弧熔炼炉料，熔炼中可通过炉门

吹氧或加料以加温和改善钢水成分，出钢时，倾动炉体，利用偏心底出钢，钢水由出钢车运输至下一环节。熔炼过程中，炉壁与炉盖通过水冷方式降温，炉盖、炉体以及电极等的各种动作均通过液压实现。

　　自动控制方面，冷却水控制、液压控制、电极弧流的调节、碳氧枪的控制、油氧烧嘴的控制、数据的传输以及温度、流量等信号的采集与处理均为电炉生产的重要环节。本系统就是对上述参量进行检测、控制、运算、显示、报警及记录。

　　3、计算机系统控制方式

　　整个电炉的计算机控制系统采用西门子公司的S7-300可编程序控制器，它通过二个开放的标准化现场总线PROFIBUS-DP网络连接各个部件，构成分布式集散控制系统，对现场的控制部件实行在线调试、诊断。通过PROFIBUS-S7网络与上位机实现数据共享，使交流电弧和钢包精炼炉有机的组成一个整体，实现炼钢自动化。

　　控制方式为全线PLC程序控制，实现顺控、逻辑控制、联动和联锁，以及信号传输、报警和数据采集等，必要时人工（通过按钮或旋转开关）参与紧急处置以至停机。PLC作为全线枢纽CONTROL ENGINEERING China版权所有，必需具备如下的优点；

　　·实现无接点控制，减少继电器接触系绞频繁出现的接触不良故障。

　　·可方便的实现逻辑控制、数字运算。

　　·拥有大存储量的内、外存储器，能建立生产过程的多种数据库。

　　·编程较容易，能用多种方式编程。

　　·能与上位机联网和完成与各控制单元之间的通讯控制工程网版权所有，实现自动化控制与管理。

　　·可靠性高，具有故障自诊断的能力。

　　·可按装置要求选择标准模块进行组合。

　　·抗干扰能力强，有多种屏蔽和联锁措施，适合在电炉强磁场条件下工作。

　　综上所述，在控制复杂、数据处理量大的电控系统中CONTROL ENGINEERING China版权所有，使用大型PLC实现其控制任务，在控制精度、安全性、维护量以及性能价格比方面都是首选方案。 

　　4、计算机系统构成

　　计算机系统主要由操作员站OS1、OS2，三台S7-300PLC可编程控制器AS1、ASLAS3，SIEMENS PROFIBUS-S7及PROFIBUS-DP网、检测及执行元器件组成，并用五台ET200接收主操作室PLC主机的输出控制信号，使现场布线简单化。计算机系统的构成见图2。

　　4.1操作员站

　　操作员站作为系统的人机界面，通过WinCC实现与下位机的对话，通过PROFIBUS-S7网对系统进行实时监控。本系统选用台湾研华公司生产的ADVANTECH610工业型计算机及SIEMENS网络通讯卡CP-5412实现与PLC的数据共享。

 　4.2PLC可编程控制器

　　系统采用三台SIEMENS S7-300可编程控制器AS1、AS2、AS3实现对电炉的基础控制，其配置主要有主机架、扩展机架、电源、CPU、接口模块、通讯模块、以及数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块等。

　　4.2.1 AS1（S7-315-2DP）用于实现炉体的基本控制，设置以下PROFIBUS-DP远程：

　　·ET200M-1；液压泵站的控制

　　·ET200M-2；液压阀台的控制

　　·ET200M-3；炉前操作的控制

　　·ET200M-4；炉后操作的控制

　　·ET200M-5；碳氧枪操作的控制。

　　4.2.2 AS2（S7-315）用于实现电极系统的调节

　　电极调节是电炉炼钢的关键所在，由一台