冶金自動化PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探析

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摘要：隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，開始在社會各個領(lǐng)域當(dāng)中得到應(yīng)用。而以此為基礎(chǔ)的PLC控制系統(tǒng)，也在很多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。將PLC控制系統(tǒng)引進(jìn)到冶金領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)冶金自動化，對于控制過程的優(yōu)化有著較大的好處，同時能促使運(yùn)行可靠性的提高，減少企業(yè)成本，提高冶金自動化工作效率。對此，本文針對冶金自動化plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：冶金自動化；PLC；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

1PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成配置

PLC控制系統(tǒng)一般是西門子S7-300/400系統(tǒng)，利用微機(jī)硬件技術(shù)及軟件系統(tǒng)，能夠有效控制數(shù)據(jù)和應(yīng)用算法，進(jìn)而完成工作任務(wù)。PLC控制系統(tǒng)硬件配置方面，采用了2套PLC柜體、1臺網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、1臺工程師站，另有2臺互為冗余的控制站。2套PLC柜體是下位機(jī)，在冶金自動化生產(chǎn)中，應(yīng)用于汽輪機(jī)主機(jī)與輔助機(jī)器中?？刂普局邪↖/O模塊、冗余模塊、電源模塊、S7-400控制處理器、以外網(wǎng)接口模塊等。1臺工程師站、2臺控制站是上位機(jī)，采用了WindowsXPsp3操作系統(tǒng)、19LCD顯示器、雙網(wǎng)卡、320G硬盤、4GB得RAM，2.8GHz的IntelCPU。PLC控制系統(tǒng)軟件配置方面，1臺工程師站采用了FIX6.15開發(fā)版監(jiān)控軟件，2臺控制站采用了FIX6.15運(yùn)行版監(jiān)控軟件，控制站采用了STEP7V5.5SP2編程軟件[1]。

2PLC控制系統(tǒng)的控制功能

PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用前，應(yīng)初始化處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通常在控制系統(tǒng)中運(yùn)行，或是在精密點(diǎn)檢之后運(yùn)行，或是在系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障后，重新啟動時進(jìn)行初始化處理。在初始化處理過程中，主要流程是對過程設(shè)備狀態(tài)及條件信息進(jìn)行讀取，對設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)、工藝流程圖等加以顯示，將全部計(jì)數(shù)器和定時器清零，自動設(shè)置設(shè)備操作方式為手動模式，操作人員通過手動操作處理，將設(shè)備調(diào)整到指定的狀態(tài)和方式。操作員對各個設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，核對運(yùn)行條件，進(jìn)而將操作方式調(diào)整到正常運(yùn)行模式[2]。操作員確認(rèn)正常后，將程序從手動模式開始運(yùn)行，待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，切換到自動模式運(yùn)行。選擇操作場所的過程中，需要在PLC中控制的設(shè)備，在機(jī)旁操作箱設(shè)置了遠(yuǎn)控/近控權(quán)限選擇開關(guān)。如果選擇近控的操作地點(diǎn)，將開關(guān)調(diào)到近控的位置，通過機(jī)旁操作箱的操作按鈕、操作指示燈，控制設(shè)備啟動或停止。如果選擇遠(yuǎn)控的操作地點(diǎn)，將開關(guān)調(diào)到遠(yuǎn)控的位置，通過中控室設(shè)置的PLC控制站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。在PLC控制系統(tǒng)控制過程中，如果有1臺控制站出現(xiàn)故障，另外1臺控制站就會將報(bào)警信號發(fā)出，同時對故障報(bào)告打印。操作員通過正常工作站操作，指導(dǎo)故障排除。在PLC系統(tǒng)發(fā)生冗余板卡故障、CPU故障、通信故障等故障時，將會向冗余板卡、冗余CPU、通訊鏈路等冗余設(shè)備切換，同時操作站又對報(bào)警信號發(fā)出并且對故障報(bào)告進(jìn)行打印。對于非冗余板卡故障，對報(bào)警信號發(fā)出，通知專業(yè)人員將故障修復(fù)。

3冶金自動化PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在冶金自動化控制過程中，對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能系統(tǒng)先進(jìn)理論技術(shù)，以及相關(guān)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的良好融合。在以往的冶金作業(yè)中，也對自動化控制加以運(yùn)用，而主要應(yīng)用的設(shè)計(jì)方式，就是根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是這種設(shè)計(jì)方法，缺少先進(jìn)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)支撐，因而在實(shí)際工作當(dāng)中，可能會出現(xiàn)一些故障問題，無法有效的解決。而應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)之后，使得冶金自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。應(yīng)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)到成型之間的時間大大縮短，冶金自動化控制效率和質(zhì)量也得到了良好的提高。

3.2故障診斷設(shè)計(jì)

在冶金設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中，通常會出現(xiàn)的故障問題，一般都具有非線性特點(diǎn)。因此，對于冶金自動化控制系統(tǒng)來說，在冶金設(shè)備故障診斷及維修方面，就面臨著更大的難度?；谶@樣的情況，將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用到冶金自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，能夠使冶金自動化控制系統(tǒng)檢索效率得到提升。通過應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、模糊邏輯算法、專家系統(tǒng)等，能夠?qū)σ苯鹪O(shè)備當(dāng)中發(fā)生故障的位置更好的確定，從而使冶金設(shè)備故障診斷、故障維修效率得到提高[3]。

3.3智能控制設(shè)計(jì)

將PLC控制系統(tǒng)引入到冶金自動化控制過程當(dāng)中，是在當(dāng)前科技不斷發(fā)展進(jìn)步的背景下，冶金工業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢和方向。通常來說，將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用到冶金自動化控制過程中，主要是應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、專家系統(tǒng)、模糊算法等相關(guān)功能。此外，在冶金自動化系統(tǒng)當(dāng)中，對于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在幾個不同的方面。利用PLC控制系統(tǒng)，能夠有效的實(shí)時監(jiān)測冶金設(shè)備運(yùn)行情況和監(jiān)督管理，準(zhǔn)確分析冶金設(shè)備中相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，有效管理控制系統(tǒng)運(yùn)行及功能，及時記錄分析冶金系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的故障等。

4小結(jié)

在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域中，隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，很多先進(jìn)的技術(shù)得以應(yīng)用和推廣，使得工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展取得了極大的進(jìn)步。冶金是工業(yè)領(lǐng)域中的一個重要分支，在冶金行業(yè)中應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冶金自動化，對于工作效率和工作質(zhì)量的提升，都有著重要的價值。PLC控制系統(tǒng)是一種先進(jìn)的控制系統(tǒng)，將其應(yīng)用于冶金自動化中，能夠取得十分理想的效果。因此，對于PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成和配置應(yīng)加以明確，結(jié)合其控制功能，根據(jù)冶金自動化實(shí)際需求合理設(shè)計(jì)，從而發(fā)揮出更好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王強(qiáng),喬軒宇,范衛(wèi)鋒.光整機(jī)液壓伺服控制系統(tǒng)及FM-458控制器的應(yīng)用[J].冶金自動化,2017(6):29-34.

[2]吳茂成,楊增暉.基于PLC控制系統(tǒng)在冶金連鑄電氣中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].通訊世界,2016(14):267-267.

[3]楊勝奎,葛輝.通信技術(shù)在PLC冶金自動化控制系統(tǒng)下的應(yīng)用探討[J].世界有色金屬,2016(8):176-176.

作者：郭潤梅 單位：甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院