冶金自動化PLC控制系統的設計

郭潤梅

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730000）

在冶金自動化當中應用PLC控制系統，能夠模擬人類思維活動過程，從而智能化的控制冶金自動化控制系統。PLC控制系統中，具有較廣的涉及范圍，其中體現了仿生控制系統理論、信息控制理論、計算機信息技術、哲學等多學科的理論和技術，是一種復雜的系統。利用PLC控制系統，能夠對人類手工活動加以替代，進而實現冶金自動化系統智能化控制，提高工作效率和工作質量。

1 PLC控制系統的構成配置

PLC控制系統一般是西門子S7-300/400系統，利用微機硬件技術及軟件系統，能夠有效控制數據和應用算法，進而完成工作任務。PLC控制系統硬件配置方面，采用了2套PLC柜體、1臺網絡打印機、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，在冶金自動化生產中，應用于汽輪機主機與輔助機器中。控制站中包括I/O模塊、冗余模塊、電源模塊、S7-400控制處理器、以外網接口模塊等。1臺工程師站、2臺控制站是上位機，采用了Windows XP sp3操作系統、19LCD顯示器、雙網卡、320G硬盤、4GB得RAM，2.8GHz的Intel CPU。PLC控制系統軟件配置方面，1臺工程師站采用了FIX6.15開發版監控軟件，2臺控制站采用了FIX6.15運行版監控軟件，控制站采用了STEP 7 V5.5 SP2編程軟件[1]。

2 PLC控制系統的控制功能

PLC控制系統應用前，應初始化處理數據系統，通常在控制系統中運行，或是在精密點檢之后運行，或是在系統出現重大故障后，重新啟動時進行初始化處理。在初始化處理過程中，主要流程是對過程設備狀態及條件信息進行讀取，對設備當前狀態、工藝流程圖等加以顯示，將全部計數器和定時器清零，自動設置設備操作方式為手動模式，操作人員通過手動操作處理，將設備調整到指定的狀態和方式。操作員對各個設備的運行狀態進行檢查，核對運行條件，進而將操作方式調整到正常運行模式[2]。

操作員確認正常后，將程序從手動模式開始運行，待正常運轉后，切換到自動模式運行。選擇操作場所的過程中，需要在PLC中控制的設備，在機旁操作箱設置了遠控/近控權限選擇開關。如果選擇近控的操作地點，將開關調到近控的位置，通過機旁操作箱的操作按鈕、操作指示燈，控制設備啟動或停止。如果選擇遠控的操作地點，將開關調到遠控的位置，通過中控室設置的PLC控制站實現遠程操作。在PLC控制系統控制過程中，如果有1臺控制站出現故障，另外1臺控制站就會將報警信號發出，同時對故障報告打印。操作員通過正常工作站操作，指導故障排除。在PLC系統發生冗余板卡故障、CPU故障、通信故障等故障時，將會向冗余板卡、冗余CPU、通訊鏈路等冗余設備切換，同時操作站又對報警信號發出并且對故障報告進行打印。對于非冗余板卡故障，對報警信號發出，通知專業人員將故障修復。

3 冶金自動化PLC控制系統的設計

3.1 系統優化設計

在冶金自動化控制過程中，對PLC控制系統進行應用，能夠實現人工智能系統先進理論技術，以及相關工作實踐經驗的良好融合。

在以往的冶金作業中，也對自動化控制加以運用，而主要應用的設計方式，就是根據實際工作經驗，對控制系統進行設計。但是這種設計方法，缺少先進系統的理論基礎支撐，因而在實際工作當中，可能會出現一些故障問題，無法有效的解決。

而應用PLC控制系統之后，使得冶金自動化控制系統設計得到了進一步的優化。應用了先進的計算機科學技術等，使得產品設計到成型之間的時間大大縮短，冶金自動化控制效率和質量也得到了良好的提高。

3.2 故障診斷設計

在冶金設備運行當中，通常會出現的故障問題，一般都具有非線性特點。

因此，對于冶金自動化控制系統來說，在冶金設備故障診斷及維修方面，就面臨著更大的難度。基于這樣的情況，將PLC控制系統應用到冶金自動化控制系統當中，能夠使冶金自動化控制系統檢索效率得到提升。

通過應用PLC控制系統的神經網絡結構、模糊邏輯算法、專家系統等，能夠對冶金設備當中發生故障的位置更好的確定，從而使冶金設備故障診斷、故障維修效率得到提高[3]。

3.3 智能控制設計

將PLC控制系統引入到冶金自動化控制過程當中，是在當前科技不斷發展進步的背景下，冶金工業發展的一個重要趨勢和方向。

通常來說，將PLC控制系統應用到冶金自動化控制過程中，主要是應用PLC控制系統中的神經網絡結構、專家系統、模糊算法等相關功能。此外，在冶金自動化系統當中，對于PLC控制系統的應用，主要體現在幾個不同的方面。利用PLC控制系統，能夠有效的實時監測冶金設備運行情況和監督管理，準確分析冶金設備中相關數據參數，有效管理控制系統運行及功能，及時記錄分析冶金系統運行中發生的故障等。

4 小結

在當前的工業領域中，隨著科技的不斷發展進步，很多先進的技術得以應用和推廣，使得工業領域發展取得了極大的進步。

冶金是工業領域中的一個重要分支，在冶金行業中應用先進技術，實現冶金自動化，對于工作效率和工作質量的提升，都有著重要的價值。PLC控制系統是一種先進的控制系統，將其應用于冶金自動化中，能夠取得十分理想的效果。因此，對于PLC控制系統的構成和配置應加以明確，結合其控制功能，根據冶金自動化實際需求合理設計，從而發揮出更好的應用效果。