PLC控制技術(shù)在冶金工業(yè)自動化中的應(yīng)用策略

戚鑫

山東省冶金設(shè)計院股份有限公司 山東濟南 250101

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使當(dāng)前各個行業(yè)都逐漸向自動化的方向轉(zhuǎn)型，在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，當(dāng)前冶金工業(yè)發(fā)展獲得了更大的優(yōu)勢作用，提升冶金工業(yè)的自動化水平，推動冶金工業(yè)的高速發(fā)展。從當(dāng)前冶金自動化發(fā)展模式來看PLC系統(tǒng)的應(yīng)用比較多，對冶金工業(yè)自動化應(yīng)用起到一定的推動作用，但是仍然存在很多的不足，限制冶金工業(yè)的進一步發(fā)展。因此需要對PLC技術(shù)進行改進，保證PLC技術(shù)作用的發(fā)揮，促進冶金工業(yè)發(fā)展[1]。

1 PLC控制技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 PLC控制技術(shù)分析

PLC控制技術(shù)是一種以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的自動控制技術(shù)形式，對工業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用具有重要作用。PLC控制技術(shù)在我國的應(yīng)用時間比較晚，但是經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成績，而且應(yīng)用日趨成熟，成為自動化技術(shù)發(fā)展中的重要內(nèi)容，并被廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制技術(shù)中，對冶金工業(yè)的發(fā)展做出巨大的貢獻。PLC控制裝置的組成相對比較簡單，主要包括電源、CPU、電路以及存儲器，其中CPU是整個系統(tǒng)中最重要的組成部分，是整個系統(tǒng)的核心處理器，控制整個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)運算和邏輯關(guān)系[1]。存儲器是系統(tǒng)各類信息的存儲系統(tǒng)，能夠保留各種重要信息。電源系統(tǒng)中主要包括備用電源和掉電保護，保證PLC系統(tǒng)的正常運行。此外為接口電路，主要是對顯示器、鍵盤等各種操作硬件的輸入和輸出。

1.2 PLC控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

1.2.1 技術(shù)操作簡單

PLC控制技術(shù)相對于傳統(tǒng)自動化技術(shù)具有更多的優(yōu)勢作用，特別是在操作中更簡便，更便捷。PLC控制技術(shù)在冶金工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用方式更便捷，操作更簡單，工作人員能夠快速掌握系統(tǒng)的操作方式。該技術(shù)系統(tǒng)的操作主要是通過計算機系統(tǒng)操作完成，因此具有基本計算機操作能力的人員都可以完成PLC控制技術(shù)。包括系統(tǒng)的信息采集，傳輸和整理，提升計算機的操作效果，完善操作流程，降低工作人員壓力，節(jié)省人力。PLC控制技術(shù)與計算機技術(shù)具有緊密的聯(lián)系性，通過二者的有效配合能夠促進冶金工業(yè)生產(chǎn)的有序發(fā)展。通過計算機技術(shù)的應(yīng)用提升PLC控制技術(shù)的應(yīng)用效果，不僅提升生產(chǎn)速度，保證生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的精確性，同時也降低人工成本[2]。

1.2.2 生產(chǎn)操作精確

PLC控制技術(shù)的主要技術(shù)控制方式為計算機技術(shù)，在生產(chǎn)管理工作中可以利用計算機完成系統(tǒng)的操作。計算機是信息時代下的重要技術(shù)之一，已經(jīng)滲透到人們的生產(chǎn)生活中，而且起到的作用越來越大，涉及范圍越來越廣，是工業(yè)生產(chǎn)中的重要技術(shù)形式，促進工業(yè)生產(chǎn)的精確性、快捷性發(fā)展。傳統(tǒng)冶金工業(yè)生產(chǎn)中主要通過人工控制生產(chǎn)質(zhì)量，即使再有經(jīng)驗的人員也會因為情緒、狀態(tài)等各種原因造成誤差，而PLC控制技術(shù)的應(yīng)用可以通過程序控制，保證生產(chǎn)的精確性，防止出現(xiàn)人為因素的影響，保證生產(chǎn)品質(zhì)和效率[2]。

2 冶金工業(yè)自動化生產(chǎn)中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用策略

從PLC控制技術(shù)的應(yīng)用情況來看，對冶金工業(yè)的發(fā)展具有重要促進作用，提升冶金工業(yè)的發(fā)展速度和自動化發(fā)展能力。對生產(chǎn)的清潔，變頻調(diào)速，配料應(yīng)用以及電氣控制等都具有重要作用。

2.1 清潔生產(chǎn)的應(yīng)用策略

冶金工業(yè)生產(chǎn)中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣，從選礦到礦物燒結(jié)，鑄造等工序中都需要加強設(shè)備控制，保證冶金工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的效率和安全性，提升產(chǎn)品品質(zhì)。當(dāng)前部分冶金工業(yè)已經(jīng)將PLC控制技術(shù)應(yīng)用到清潔生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通過在清潔站的應(yīng)用，提升生產(chǎn)中的清潔度。冶金工業(yè)的除塵設(shè)備主要包括水泵、壓力罐、空壓機等設(shè)備，通過PLC控制技術(shù)的應(yīng)用能夠使除塵自動化設(shè)備的壓力、水溫等參數(shù)自動調(diào)整。比如根據(jù)生產(chǎn)要求參數(shù)設(shè)定自動抽取清水，然后壓力罐自行將清水形成高壓水柱，完成生產(chǎn)中的清潔工作[3]。

2.2 變頻調(diào)速的應(yīng)用策略

PLC控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用還有利于實現(xiàn)變頻調(diào)速的自動化，向電動機發(fā)送PWM指令，接受信號的同時完成對電動機速度的控制，滿足高爐除塵風(fēng)機工作需要。部分冶金工業(yè)將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用到高爐除塵系統(tǒng)中，在高爐的爐臺設(shè)置紅外感應(yīng)器，在出鐵前會自動向PLC控制系統(tǒng)傳輸高溫信號，系統(tǒng)可以根據(jù)高溫信號參數(shù)向變頻器發(fā)送調(diào)節(jié)信號，完成變頻器電動機速度的調(diào)整，使整個系統(tǒng)都保持順暢的運行，在合理的頻率下完成粉塵的吸收[3]。同時出鐵結(jié)束后，同樣可以通過紅外感應(yīng)器進行信號發(fā)送，然后PLC控制系統(tǒng)在接受到低溫信號后，向電動機發(fā)出指令，降低電動機運行頻率，防止電動機始終處于高頻的運動狀態(tài)，導(dǎo)致機械和能量耗損，達到節(jié)能減排的目的。

2.3 配料方面的應(yīng)用

冶金工業(yè)生產(chǎn)工作開展中，傳統(tǒng)的配料方式主要是通過人工的方式進行配料計算，并結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗以及機械的運行參數(shù)設(shè)置物料生產(chǎn)參數(shù)。如果生產(chǎn)中的配比出現(xiàn)變化或者更換設(shè)備，配料系統(tǒng)的參數(shù)需要重新設(shè)計。缺乏經(jīng)驗的指導(dǎo)，導(dǎo)致流程設(shè)計難度增大，不利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提升。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ε淞舷到y(tǒng)進行自動化控制，根據(jù)配料流自動生成配料生產(chǎn)參數(shù)，提升生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確性。在配料的應(yīng)用中主要是通過PLC控制技術(shù)的變頻性能對軟件程序進行設(shè)置，形成物流運輸、管理和配比的一體化發(fā)展模式，保證生產(chǎn)的規(guī)范化和高效化。

2.4 電氣控制的應(yīng)用

鋼鐵企業(yè)對能源的需求量比較大，生產(chǎn)環(huán)境粉塵多，環(huán)境惡劣，危害生產(chǎn)工人的身體健康，同時也會影響生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。部分冶金工業(yè)中除了大量的粉塵之外，還會產(chǎn)生腐蝕性氣體，使設(shè)備的電路受損，導(dǎo)致設(shè)備短路或者造成接地不良等問題，不利于冶金企業(yè)的發(fā)展。此外，電器設(shè)備的維修比較困難，在維修中需要花費大量的人力和資金。通過PLC控制技術(shù)的應(yīng)用可以提升程序的存儲能力，減少存儲設(shè)備和接線線路的使用，解決了線路受損問題。此外，PLC控制技術(shù)在電器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)順序控制和邏輯運算，提升冶金工業(yè)發(fā)展效率[4]。

2.5 集中控制中的應(yīng)用

PLC控制技術(shù)的應(yīng)用中，不僅可以應(yīng)用到自動化系統(tǒng)中，同時還能夠應(yīng)用到集中系統(tǒng)的控制中，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)運行管理的全面覆蓋和監(jiān)管。通過控制系統(tǒng)的研究可以發(fā)現(xiàn)，控制系統(tǒng)主要是通過邏輯錯誤的檢驗實現(xiàn)系統(tǒng)運行控制[4]。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用能夠提升檢測效率，特別對于機床設(shè)備來說，在運行中花費的時間比較多，如果各個環(huán)節(jié)檢測必然會導(dǎo)致生產(chǎn)效率受到影響，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用可以進行工步檢測，提升控制效率。

2.6 模擬量控制中的應(yīng)用

PLC控制技術(shù)可以進行模擬量的控制，通過PLC控制技術(shù)將各個功能模板結(jié)合，保證控制系統(tǒng)的有效性和完善性，提升控制效果。PLC控制技術(shù)在模擬量的控制中主要包括I/O模塊、位置控制等多元化控制模塊，必須要做好模量的控制才有利于各種模塊效能的發(fā)揮，提升冶金工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平。

3 PLC控制技術(shù)在冶金工業(yè)自動化中應(yīng)用的注意事項

PLC控制技術(shù)在冶金工業(yè)自動化中的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的成績，改善傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)方法和環(huán)境，但是同時也需要注意一些問題，防止影響系統(tǒng)的工作效能。具體的注意事項可以從溫度、振動以及電源三個方面進行分析，提前做好保護工作，防止對系統(tǒng)的運行和設(shè)備造成影響[5]。

3.1 溫度的控制

冶金工業(yè)生產(chǎn)中環(huán)境的溫度比較高，但是設(shè)備如果在高溫下運行必然會影響PLC技術(shù)的應(yīng)用效果。一般設(shè)備的應(yīng)用最適宜的溫度需要控制在0到55攝氏度，才能保證穩(wěn)定的運行。因此在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用中必須要做好降溫工作，合理設(shè)計設(shè)備的間距，必要時可以安裝散熱裝備。比如位于外部或者太陽能夠照到的位置需要做好遮陽處理，并準(zhǔn)備風(fēng)扇等設(shè)備，對設(shè)備進行降溫，防止溫度過高影響PLC控制系統(tǒng)的運行，為PLC控制裝置提供更有利的條件。

3.2 振動的控制

PLC控制技術(shù)中系統(tǒng)的振動是主要控制因素。冶金工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備的運行不可避免的會產(chǎn)生振動，為了防止振動影響系統(tǒng)運行效果。需要將振動的幅度控制在10到55赫茲。如果振動超過這個范圍需要做好避震處理工作，比如可以在機械下部或者機械之間增加塑膠墊，達到減震的目的，防止因為機械的振動過大影響生產(chǎn)，保證運行效率。

3.3 電源的控制

PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必須要對電源的情況進行明確，一般設(shè)備使用的電源主要為兩種，一種為220伏的交流電，一種為50赫茲的交流電。在電源的應(yīng)用中需要盡可能排除周邊的干擾因素。如果PLC控制技術(shù)的電源干擾比較大，需要先做好抗干擾處理工作，使電流電壓始終處于比較穩(wěn)定的工作狀態(tài)，保證PLC控制技術(shù)能夠安全、穩(wěn)定的運行。在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用前先對電源進行檢查，確定電源接觸性能達到標(biāo)準(zhǔn)再啟動系統(tǒng)，促進PLC控制技術(shù)的穩(wěn)定運行。

4 結(jié)語

綜上所述，PLC控制技術(shù)在冶金工業(yè)自動化的應(yīng)用中有利于提升冶金工業(yè)生產(chǎn)效率和各個環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)性，降低能量損耗和人工成本。從當(dāng)前部分冶金工業(yè)企業(yè)來看，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的成績，對冶金工業(yè)發(fā)展起到一定的促進作用，優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境，降低人工失誤，但是同時也存在一定的不足，需要在生產(chǎn)應(yīng)用中注意溫度、振動以及電源等方面的控制，防止影響系統(tǒng)的運行效能。為了使PLC控制技術(shù)得到更好的發(fā)展，提升應(yīng)用效果需要進一步加強技術(shù)研究，為冶金工業(yè)發(fā)展提供更好的技術(shù)支持。