基于S7-300 PLC的大型电弧炉控制系统
本文介绍了一种基于S7-300 PLC的大型电弧炉控制系统，该系统应用自适应控制理论，采用可编程控制器（PLC）为核心控制部件，实现了电弧炉电极升降的自动准确控制，有效地减少了电极短路、断弧和振荡现象。
1. 电弧炉电极自动系统控制策略
电弧炉的冶炼过程工艺特点是间歇式操作，每炉次主要分为引弧加料期和熔化期。前者的特点是电弧不稳定，电流波动极大，易发生断弧、过电流跳闸和断电极事故；后者的特点是弧温较低，炉料比电阻较高，电极弧光埋在未熔化的炉料中，电流随冶炼的进行逐渐趋于平稳。
为了解决电弧炉控制问题，应用自适应控制理论，采用可编程控制器（PLC）为核心控制部件，实现了电弧炉电极升降的自动准确控制。该系统的控制方案是基于电弧炉的功率特性曲线，通过检测电弧炉主电路的电弧电流间接地反映弧长的大小，来控制弧长。
2. 控制系统的实现
控制系统的实现主要包括点弧程序和熔炼程序。点弧程序的控制思路是：合高压开关，冶炼开始，三相电极自动下降，在任一相电极接触到导电炉料时，该相电极自动停止下降，直至另一电极起弧后第一相电极自动起弧，这时系统自动转入熔炼程序，点弧程序结束。
熔炼程序的控制思路是：把电弧炉电流值的大小分为5个控制区，如图1所示。横坐标表示电弧电流值，纵坐标表示PLC的输出控制信号(-10～10 V)。在工区电弧电流远远小于弧流额定值，PLC输出的控制电压为Umin，电极以最大的设定速度下降，该区也称为下降饱和速度区。
3. 系统的优点
该系统的优点是：
* 实现了电弧炉电极升降的自动准确控制，有效地减少了电极短路、断弧和振荡现象。
* 系统的控制精度高，动态响应速度快，弧流控高。
* 该系统可以可靠正常运行，提高了产品质量和生产效率。
本文所提出的基于S7-300 PLC的大型电弧炉控制系统是解决电弧炉控制问题的一种有效方案，该系统可以提高产品质量和生产效率，减少电极短路、断弧和振荡现象。
2025-04-09 16:48:31
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