探討中厚板軋機電控系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

尹向陽

（海南師范大學(xué)，海南 ?？?71158）

計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的信息系統(tǒng)，在各行業(yè)中得到應(yīng)用，有效帶動了行業(yè)發(fā)展。近幾年里，鋼鐵市場競爭日益激烈，鋼鐵品種結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變，經(jīng)濟效益得到了一定程度的提升，但是，結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，質(zhì)量控制問題日益突出，如果始終無法解決，反而會導(dǎo)致經(jīng)濟收益降低。

1 PLC 技術(shù)在中厚板軋機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用作用

冶金行業(yè)作為國家工業(yè)體系中的核心重點，在實際發(fā)展過程中承擔(dān)著至關(guān)重要的作用，提高冶金工業(yè)的工藝質(zhì)量水平，是目前工業(yè)發(fā)展過程中的重要任務(wù)之一。從當前冶金行業(yè)的發(fā)展情況來看，其生產(chǎn)過程中會受到多種不同因素的影響，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都無法保證。從設(shè)備的角度來看，軋機是冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中的常見設(shè)備，和傳動設(shè)備、制動設(shè)備、安全設(shè)備共同完成軋鋼工作，而電控、軋機、減速等設(shè)備的質(zhì)量會直接影響到整個生產(chǎn)過程。尤其是軋機設(shè)備，其本身的應(yīng)力承載力就較為復(fù)雜，如果設(shè)計、使用不合理，那么中厚板會出現(xiàn)非常嚴重的質(zhì)量問題，如：變形、開裂等。軋機在工作中需要處理的內(nèi)容較多，構(gòu)件受力狀況、應(yīng)力范圍都需要得到重點關(guān)注，可以適當減小軋輥的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，避免產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，延長使用壽命，讓生產(chǎn)能力得到提升，進而帶動經(jīng)濟效益提高。利用PLC 技術(shù)建立一個可編程的邏輯控制系統(tǒng)，控制體積縮減、控制系統(tǒng)提升，系統(tǒng)故障率也隨之降低。最為主要的是，系統(tǒng)可以按照程序邏輯指令開展工作，托管女成旭之間的配合更加合理，生產(chǎn)能力得到了根本上的提高[1]。

2 PLC 技術(shù)在中厚板軋機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用方式

總而言之，可編程控制系統(tǒng)應(yīng)用在中厚板軋機電控系統(tǒng)中，具有極好的優(yōu)越性，讓科技發(fā)展和生產(chǎn)之間得到了有機結(jié)合。只要合理的應(yīng)用，就能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)優(yōu)化、效率提高、成本降低，甚至可以帶動行業(yè)得到發(fā)展。PLC 技術(shù)的主要控制作用在于在軋制過程中自動矯正鋼板出現(xiàn)的上翹或者下扣的現(xiàn)象，讓軋制板型合理。PLC 技術(shù)在中厚板軋機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括四個環(huán)節(jié)：

第一，PLC 技術(shù)的確定。PLC 技術(shù)主要可以分為：基本單元、擴散單元、擴散模塊、特殊功能模塊。在確定PLC 技術(shù)時，需要考慮到冶金控制系統(tǒng)的循環(huán)要求，以特殊功能模塊為例，分別承擔(dān)著模擬量、輸入多塊模擬量、高速技術(shù)模塊，想要實現(xiàn)依靠編程器實現(xiàn)對中厚板軋機電控系統(tǒng)的控制，就要對編程進行進一步的處理，輸入為60 點，內(nèi)存值為4K。其他組成部分的輸入輸出信號、輸入輸出點均為35/33，擴展后為20/20。

第二，PLC 技術(shù)結(jié)構(gòu)框架。由上可知，中厚板軋機電控系統(tǒng)中應(yīng)用的PLC 技術(shù)輸入點為60，輸出信號為50，將外部傳感設(shè)備和PLC 系統(tǒng)進行連接，讓傳感設(shè)備控制開關(guān)作為輸入設(shè)備，然后PLC 系統(tǒng)就可以根據(jù)傳感設(shè)備傳遞過來的狀態(tài)信息，對信號進行調(diào)整，經(jīng)過時間順序、工藝順序邏輯及計數(shù)微分等方面的調(diào)整，實現(xiàn)控制。

第三，邏輯軟件設(shè)計。PLC 技術(shù)不僅可以保證工藝穩(wěn)定，還能夠有效提高生產(chǎn)效率，全面提高軋制速度，利用變頻電控系統(tǒng)，實現(xiàn)加速、減速、保護等功能，滿足控制的實際需要。先采用兩臺并聯(lián)的直流調(diào)速裝置保障供電穩(wěn)定，然后利用操作臺完成系統(tǒng)速度的控制，控制信號通過MPI 網(wǎng)絡(luò)傳送到上下輥道的CPU 中，以此可以有效控制上下輥電機的速度。在此基礎(chǔ)上，利用DP 網(wǎng)絡(luò)控制勵磁系統(tǒng)裝置，在一定的基本速度內(nèi)，設(shè)定額定電流，根據(jù)基本速度的變化，進行弱磁升速調(diào)節(jié)。在實際發(fā)展過程中，還需要進一步優(yōu)化控制程序，結(jié)合生產(chǎn)的實際情況，選擇具體的變量信號，完成整個PLC 控制程序的設(shè)計。這也是整個控制系統(tǒng)的核心，是保證上下輥轉(zhuǎn)速差的關(guān)鍵。

第四，系統(tǒng)監(jiān)控和操作。在中厚板軋機電控系統(tǒng)中監(jiān)控是必不可少的存在，通過監(jiān)控界面，實時觀察電機系統(tǒng)的運行情況，保存相應(yīng)的運行參數(shù)，如：電壓、電流等信號，為故障處理奠定良好的基礎(chǔ)。不僅如此，通過監(jiān)控界面觀察各種參數(shù)和狀態(tài)信號，也能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在故障問題，讓電氣故障得到及時的處理。在這個過程中，操作人員可以通過主界面進行板型控制，對板型進行調(diào)節(jié)，結(jié)合鋼材種類、產(chǎn)品規(guī)則以及實際的軋制情況調(diào)解速差，工作難度降低，工作效率提高。

3 PLC 技術(shù)在中厚板軋機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用案例

為了進一步驗證前文所設(shè)計的基于PLC 技術(shù)的中厚板軋機伺服電控系統(tǒng)，本文結(jié)合實際應(yīng)用案例，具體分析應(yīng)用效果。從理論上講，將PLC 技術(shù)應(yīng)用中厚板軋機電控系統(tǒng)中，可以對咬剛速度、垂直方向道次數(shù)、軋制道次數(shù)、水平方向輥道等方面進行控制，同時實現(xiàn)自動投用和切除速差等功能。

3.1 核心控制功能

以某冶鋼企業(yè)為例，該企業(yè)為了實現(xiàn)對5～7mm 薄規(guī)格鋼板進行定制，對企業(yè)內(nèi)部的中厚板軋機電控進行優(yōu)化，在其中加入了PLC 技術(shù)，實現(xiàn)了軋鋼核心控制功能，具體包括以下幾個方面：第一，垂直方向道次數(shù)。因為6mm 薄規(guī)格鋼板在生產(chǎn)過程中對道次數(shù)的要求較為特殊，利用PLC 技術(shù)可以對軋機的狀態(tài)進行跟蹤，實現(xiàn)過程控制。該企業(yè)一共設(shè)置了三個時刻點，分別為：坯料運輸前、軋鋼溫度降低，坯料運輸?shù)杰垯C前、軋件運輸?shù)娇者^架上。通過這三個道次的設(shè)置，有效降低了故障概率，實現(xiàn)了軋機的穩(wěn)定運行。第二，水平方向的輥道控制。PLC 技術(shù)根據(jù)實際情況和具體的軋件追蹤情況，對軋鋼溫度降低，坯料運輸?shù)杰垯C前這一道次進行控制。在軋鋼溫度降低的過程中，需要對待溫過程進行控制，利用PLC 技術(shù)根據(jù)軋件的長度合理計算待溫區(qū)域，長度較長可以設(shè)置兩個待溫區(qū)，還可以進行聯(lián)合待溫擺動。而在軋制過程中，利用伺服系統(tǒng)可以控制每一個道次的軋件長度，根據(jù)軋道的位置確定具體的速度和方向[2]。第三，軋制的道次控制。在中厚板軋制過程中，主要包括：輥縫、道次、軋制速度以及彎道力度等參數(shù)內(nèi)容，只有保證這些參數(shù)得到合理控制，才能滿足冶金生產(chǎn)的實際需求。其中速度是影響軋制道次的關(guān)鍵，想要控制軋制道次，就要從咬鋼速度、加速時間、穩(wěn)定軋制時間等方面入手，利用伺服系統(tǒng)對這些內(nèi)容進行檢查和保護，確定參數(shù)合理后，發(fā)出軋制信號，就可以實現(xiàn)對軋制道次的控制。

3.2 其他方面功能

不僅是軋鋼核心控制功能，基于PLC 技術(shù)的中厚板軋機伺服電控系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)一些其他的功能，第一，咬剛速度的限制。在實際發(fā)展過程中，不同工作人員的操作習(xí)慣、實踐經(jīng)驗等方面都存在差別，繼而就會在實際生產(chǎn)過程中，導(dǎo)致中厚板出現(xiàn)板型上的差別。即便是同一個鋼種，在控制鋼板的過程中，細節(jié)上也存在區(qū)別，這就需要工作人員對鋼板的不同類型和實際情況進行分析，而利用基于PLC 技術(shù)的中厚板軋機伺服電控系統(tǒng)進行調(diào)查分析，不僅可以減少誤差，同時也降低了人員的勞動率。第二，自由投用和切除速差。除了上述幾個方面的功能之外，基于PLC 技術(shù)的中厚板軋機伺服電控系統(tǒng)還具有自由投用和切除速差的功能，利用這兩個功能，可以保證控制系統(tǒng)安全，實現(xiàn)負荷平衡、技術(shù)優(yōu)化，繼而提高生產(chǎn)效率，降低成本[3]。

綜上所述，中厚板作為冶金工業(yè)中的重要材料，可以從根本上提高鋼板的成材率和精度。尤其是在6mm 的薄規(guī)格鋼板軋機電控中，應(yīng)用PLC 技術(shù)能夠有效解決產(chǎn)品定制問題。加強PLC技術(shù)在中厚板軋機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用，建立完善的軋機伺服控制系統(tǒng)，能夠有效限制咬剛速度、切除速差，提高企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。