借助PLC 控制應用促進熱處理設備發(fā)展的分析

佟圣旺，王東升，金衛(wèi)紅

（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧盤錦 124209）

0 引言

工業(yè)產品競爭力的穩(wěn)定提高建立在先進制造技術的基礎上，而金屬熱處理性能是影響機械產品綜合質量的關鍵因素，對石油等行業(yè)的發(fā)展起到重要作用。石油行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的基礎是保障熱處理技術的先進性，提高設備管理和后期維修效率，以保證產品的安全性及可靠性。PLC 控制可以提高金屬材料的熱加工性能，也能減少各項能源消耗以達到節(jié)能減排的效果，以此緩解當前的能源緊張問題，提高熱處理效率。

1 熱處理設備中應用PLC 控制的思考

1.1 熱處理

熱處理是機械加工中的一項重要工序，處理設備控制的精準性會影響熱處理的工藝質量，需要對其進行深度分析。熱處理的本質是在特定條件及工序的支持下，通過相關設備改變材料本身的性質，從而使材料更適應周邊環(huán)境所體現出的特性。熱處理過程中需要嚴格執(zhí)行技術條件以及工序，應制定規(guī)范化的控制和管理措施，提高系統(tǒng)控制效率，推動熱處理設備的自動化發(fā)展。

1.2 總體設計

對熱處理設備的控制，除了爐門控制，同時也包括工件搬運、加熱以及冷卻處理等生產過程。PLC 在熱處理設備中的應用可以應用傳感器對溫度信號進行檢測，和設定值進行比較后再輸出相關信號以達到溫度控制的目標，再根據設定的溫度值進行下一步控制工作?？煽貧夥諢崽幚硪材芡ㄟ^真空泵等裝置的使用保障爐膛溫度的合理性。同時還能借助循環(huán)水傳感器對溫度進行監(jiān)測，出現警報及時處理，通過對循環(huán)水泵以及閥門的控制提高協調處理能力，進一步保障真空爐用水量的科學性，提高設備控制的綜合能力。

2 PLC 技術在熱處理設備中的應用

2.1 爐溫控制

建國初期，我國熱處理設備的制作水平比較低，很少有企業(yè)可以生產自動化的熱處理設備，隨著改革開放和各項科研技術的發(fā)展，PLC 控制技術進入到更高層面的發(fā)展階段，可提高熱處理工藝的效率，強化整體系統(tǒng)控制效果。應用PLC 控制前，我國大多數熱處理設備以微處理器對爐溫進行控制。隨著國外先進技術的引用，國內逐漸進行爐溫控制的創(chuàng)新，通過TP801 單板對熱處理工藝進行有效控制[1]。之后隨著DDC（Display Data Channel，顯示數據通道）數字控制技術的應用，實現了更有效的系統(tǒng)控制，但信息處理能量較小，限制了熱處理設備自動化控制的進一步發(fā)展。

隨著PLC 技術的應用，熱處理設備的工作效率、工業(yè)控制的綜合能力得以提高。以PLC 控制替代人工操作模式，通過儀表對溫度進行控制，提高能源使用效率。之后，相關學者對PLC 原理和實踐應用進行深入探究，提高溫度控制效率，強化能源的控制效果。PLC 和微機的聯合應用提高了系統(tǒng)控制效果，保障爐溫控制的適應性，還能借助軟件對系統(tǒng)溫度進行及時監(jiān)控，可以自動報警以提高系統(tǒng)控制的精準性。2010 年南昌大學對PLC 控制進行深度探索，將神經網絡技術應用到溫度控制系統(tǒng)以提高自動化控制效果。

2.2 氣氛測定

在熱處理設備中應用PLC 控制可以提高可控氣體的碳勢，早期運用熱絲法、氧化探頭以及氣相色譜等方法開展氣氛測定，而通過PLC 能對相關設備進行有效控制以提高操作效能。2004 年，技術人員通過三菱PLC 控制器對熱處理設備進行更高層面的控制研究，以人機交互為載體提高充氣以及抽氣的技術操作效果[2]。此具備運行穩(wěn)定、后期維護方便與操作簡單的優(yōu)勢，是當時代表性的處理設備。后期隨著對PLC 技術的深度研究，實現對氣體流量的精準化控制，突破1000 ℃溫度局限，逐漸達到國際領先技術水平。

2.3 系統(tǒng)控制

運用PLC 技術控制熱處理工藝的過程中，需要根據相關的程序進行操作，以編程為載體對系統(tǒng)進行整體化控制，以提高系統(tǒng)運行效率。實施整體控制過程中需要對生產線和熱處理設備進行有效控制，同時也能進行集成控制，從而提高系統(tǒng)控制的實效性。對熱處理設備進行PLC 控制研究的過程中需要進行多方面的思考。運用PLC 對光路、位置坐標以及執(zhí)行機構等進行控制，改變傳統(tǒng)熱處理工藝體現出的缺陷[3]。在系統(tǒng)控制過程中要重視各項設備管理的效率，關注PLC 控制信息的實時共享，以提高其信息集成以及系統(tǒng)控制能力。

3 PLC 在熱處理設備管理和維修中的應用

3.1 通過和CC-LINK 結合提高設備管理能力

基于PLC 控制在國內熱處理設備中的深度應用，各領域對熱處理設備的綜合控制水平大幅度提高，推動了熱處理控制技術的發(fā)展，同時PLC 控制技術也得到進一步完善。例如在進行數字信息和網絡信息共享方面實現不斷完善和創(chuàng)新發(fā)展，也提高了人機接口工作效率，強化熱處理設備的處理效果。可以說PLC 控制在熱處理設備中得到更加廣泛的應用，實現創(chuàng)新化的發(fā)展。在這種情況下，需要對設備管理和維修進行深入分析，以此提高PLC 控制在熱處理設備的應用效果。

熱處理設備是整體生產系統(tǒng)的重要組成部分，在熱采機械制造過程中，要關注熱處理設備管理和維修方面的發(fā)展，可以通過CCLINK（Control & Communication LinkSystem，通信和控制鏈接系統(tǒng)）技術結合實現管控一體化的創(chuàng)新發(fā)展。PLC 技術可以進行現場總線控制，進一步提高熱處理領域自動化及高效化的發(fā)展，也能強化企業(yè)技術管控能力[4]。因此要求相關人員必須提高設備管理能力，重視強化PLC 控制在當前熱處理工作中的應用效果，也應對后期技術維修進行充分考慮，這樣才能保障系統(tǒng)控制效率的穩(wěn)定提升。

3.2 制定有針對性的策略，提高PLC 控制效果

將PLC 控制運用到傳統(tǒng)的熱處理設備中，可以進一步強化其系統(tǒng)控制效果，在完成預定動作的基礎上推動系統(tǒng)控制的穩(wěn)定提高。但是控制系統(tǒng)比較復雜，在對熱處理設備系統(tǒng)控制過程中通過PLC 控制技術的運用能提高控制精準度?；诖?，可以將模糊控制以及人工智能等先進技術合理融入PLC 控制中，能夠提高系統(tǒng)反應的速度，確保系統(tǒng)控制精準度和穩(wěn)定性，以此體現PLC 控制的效果和價值。所以在PLC 控制應用過程中，需要開發(fā)出有針對性的控制方法，以提高熱處理設備的管理能力，也能解決后期實踐應用中的維修問題。

3.3 重視動態(tài)管理和技術維修

目前，熱處理設備呈現出專業(yè)化的發(fā)展趨勢，同時該項設備也體現出復雜化的演變特征，因此需要更加關注其智能化的發(fā)展需求。根據熱處理設備呈現出的復雜性和技術需求，運用PLC 進行系統(tǒng)化控制。推動石油行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展應保障熱處理技術的先進性，以保障產品的安全性及可靠性，提高設備管理和維修效率。但需要關注新功能的需求和算法發(fā)展，重視提高PLC 的動態(tài)適應性，這樣可以在面對復雜算法時也能提高硬件接口以及處理器綜合質量。因此在進行設備管理和維修過程中，必須關注動態(tài)管理這一需求，將各種先進技術運用到PLC 控制中，以動態(tài)管理為載體，強化熱處理設備的管理質量，以提高熱處理設備的綜合控制效果，制定更加完善的控制管理方案，以提高設備管理質量，推動控制技術創(chuàng)新發(fā)展。

4 結論

熱處理是機械加工過程中的工序，熱處理工藝質量會影響設備的控制精準性，需要對其進行深入研究以提高行業(yè)技術水平。PLC 技術的應用可以提高熱處理產品的力學性能，也能減少各項能源的消耗以達到節(jié)能減排效果，緩解能源緊張的問題。因此說PLC 控制會在熱處理設備中得到更加廣泛的應用，同時提高設備管理和維修的效率?；诘纳a和技術發(fā)展情況，在熱處理過程中要嚴格執(zhí)行技術要求及工序，規(guī)范化控制和管理措施，提高系統(tǒng)控制的效率，推動熱處理設備的自動化發(fā)展。