冶金工業(yè)自動化中PLC技術(shù)的應(yīng)用及相關(guān)問題探析

朱英華

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，山東 濟(jì)南 271104）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國工業(yè)自動化水平不斷提高。同時也帶動了冶金行業(yè)的工業(yè)自動化飛速發(fā)展。PLC技術(shù)的存在可以更好地提高我國冶金工業(yè)自動化技術(shù)水平，保障冶金行業(yè)的順利生產(chǎn)。但在實(shí)際運(yùn)用中，由于冶金設(shè)備的型號和質(zhì)量等相關(guān)差異，造成PLC技術(shù)的應(yīng)用差異也有所不同，為此，文章詳細(xì)分析了將PLC技術(shù)運(yùn)用到冶金行業(yè)工業(yè)自動化技術(shù)中的相關(guān)問題。

1 PLC技術(shù)的概述

從技術(shù)根本上講，PLC技術(shù)依托于計(jì)算機(jī)控制，是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展衍生的一種工業(yè)控制裝置，其在邏輯運(yùn)算方面和數(shù)據(jù)處理方面效果突出[1]。在當(dāng)前社會情況下，工業(yè)控制系統(tǒng)不斷融合別的行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，PLC技術(shù)就是其中一類較為重要的新技術(shù)，其主要由系統(tǒng)電源、CPU、粗存器和輸入、輸出電路構(gòu)成。在整個系統(tǒng)中，掉電保護(hù)系統(tǒng)和備用系統(tǒng)共同組成電源系統(tǒng)，存儲器存儲各方面的信息到設(shè)備中，接口系統(tǒng)連接顯示與鍵盤，輸入電路則將相關(guān)信息隔離，有效擴(kuò)大輸出結(jié)果。其中CPU是其最為關(guān)鍵的部分，是PLC在邏輯控制和數(shù)學(xué)運(yùn)算中的基礎(chǔ)設(shè)備。以上設(shè)備在使用過程中發(fā)揮各自不同的作用，保障生產(chǎn)自動化在PLC技術(shù)下安全有效運(yùn)行。

2 PLC的實(shí)際運(yùn)用

2.1 PLC應(yīng)用于控制開關(guān)當(dāng)中

開關(guān)控制系統(tǒng)化、靈活化是PLC技術(shù)中的基本特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)的用繼電器控制電路方式的開關(guān)控制方式，PLC開關(guān)控制能夠很好地滿足工業(yè)自動化的邏輯要求，其有著良好的穩(wěn)定性及靈活性，能夠適應(yīng)于大量的工業(yè)環(huán)境及設(shè)備。

2.2 PLC技術(shù)能夠控制運(yùn)動和閉環(huán)

在工業(yè)設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于主系統(tǒng)的控制步驟較多且控制系統(tǒng)存在冗雜的情況，因此無法有效地控制設(shè)備進(jìn)行閉環(huán)和操作運(yùn)動同時進(jìn)行，PLC技術(shù)能夠很好的解決這一缺點(diǎn)，它讓模擬量模塊能夠有效地轉(zhuǎn)化動能，保證能量的不浪費(fèi)，且PLC技術(shù)能讓機(jī)器的直線運(yùn)動及圓周運(yùn)動都能控制，所以被廣泛地運(yùn)用在多個領(lǐng)域中。

2.3 PLC應(yīng)用于通信聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)處理過程

一般如冶金、煤礦等大型工業(yè)生產(chǎn)活動中，由于規(guī)模龐大，對工業(yè)設(shè)備的處理效率要求非常高，高效的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)才能保證企業(yè)的平穩(wěn)運(yùn)行，PLC技術(shù)就能夠滿足企業(yè)設(shè)備對于處理速度及日常邏輯運(yùn)算的要求。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，時間與空間對于處理效率的影響已經(jīng)越來越小，即使身在異地，也能夠通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)處理別處的信息數(shù)據(jù)，PLC技術(shù)就能夠通過互聯(lián)網(wǎng)的幫助，遠(yuǎn)程通信與遠(yuǎn)程監(jiān)控維修，使冶金工業(yè)自動化、智能化水平全面提升。

3 PLC技術(shù)在冶金工業(yè)化的具體運(yùn)用

3.1 煉鐵與處理灰塵需要PLC技術(shù)

由于冶金工業(yè)自身的特性，設(shè)備在煉鐵和除塵方面是重中之重。冶金工業(yè)中，煉鐵是必不可少的步驟，但煉鐵過程中會產(chǎn)生大量的灰塵，造成鐵質(zhì)情況下降，使其不符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。且冶金的生產(chǎn)環(huán)節(jié)冗雜，選礦、鑄造、燒結(jié)等環(huán)節(jié)缺一不可，因此以往的工業(yè)除塵設(shè)備無法滿足這冗雜的需求，PLC技術(shù)則能夠通過自動化控制煉鐵設(shè)備水箱的溫度與水位，并自動開關(guān)電磁閥門，從而保障除塵工作順利進(jìn)行。

3.2 PLC技術(shù)在電動機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用

隨著PLC指令系統(tǒng)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的指令系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜，且操作步驟困難，一般人未經(jīng)過很好的培訓(xùn)無法控制。PLC指令系統(tǒng)則能在滿足高爐除塵風(fēng)機(jī)的工藝要求下，一邊接受主系統(tǒng)指令系統(tǒng)的下達(dá)，一邊對電動機(jī)進(jìn)行控制變速，減少了工作人員操作的難度。紅外感應(yīng)器是PLC技術(shù)用于高爐除塵設(shè)備的“眼睛”，將其安裝在高爐操作臺前，高爐出鐵的過程中，感應(yīng)器向PLC發(fā)出高溫信號，隨后PLC便會自動處理信息，同時將處理好的信息發(fā)送給變頻器，變頻器作出反應(yīng)，高爐除塵機(jī)就能夠在公共頻率下自動化對高爐產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行處理。當(dāng)高爐工作完成后，能源也不會造成浪費(fèi)，高爐操作臺前的紅外感應(yīng)器會自動向PLC發(fā)出設(shè)備已完成操作的信號，讓高爐接觸工頻運(yùn)行狀態(tài)，有效地規(guī)避了高爐一直處于工作頻率的高能源消耗浪費(fèi)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能前排目標(biāo)，從而讓冶金生產(chǎn)成本降低。

3.3 電器自動化控制PLC技術(shù)的應(yīng)用

冶金行業(yè)能源消耗巨大的問題困擾了大多數(shù)相關(guān)行業(yè)的從業(yè)人員，冶金煉鐵的實(shí)際生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的金屬粉塵和腐蝕性氣體，一旦這些腐蝕性氣體發(fā)生泄露，不但會使電路短路故障，還會給人體帶來較大的傷害。線路一旦發(fā)生故障，工作人員的實(shí)際維護(hù)工作量就會明顯增加，造成生產(chǎn)任務(wù)的減產(chǎn)，人力與物力的浪費(fèi)。將PLC技術(shù)引入到電器控制中，讓設(shè)備滿足自動控制目標(biāo)，既能降低電路的故障率，還能減輕對工作人員造成的危害，降低維修成本的損失，實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)，和低成本生產(chǎn)的雙向目標(biāo)。

3.4 冶金配料系統(tǒng)需要PLC技術(shù)運(yùn)用

在冶金生產(chǎn)行業(yè)中，在鋼鐵中加入各種配料是必不可少的步驟，傳統(tǒng)的配料系統(tǒng)僅僅只能做到對原料進(jìn)行配比、輸送和加熱的步驟，但在配比輸送過程中，傳統(tǒng)配料系統(tǒng)對于配比原料的把控存在難度，究其本質(zhì)是因?yàn)槠渖a(chǎn)配比多變的原因。傳統(tǒng)配料系統(tǒng)分為手動和自動兩種運(yùn)行模式，系統(tǒng)如果在手動運(yùn)行狀態(tài)中，就需要頻繁的根據(jù)配料的不同而變換系統(tǒng)參數(shù)，且一旦參數(shù)發(fā)生變化就需重新設(shè)定設(shè)備，重新計(jì)算配料比。這種手動方式存在著誤差較大，操作過程復(fù)雜多變的缺點(diǎn)；而傳統(tǒng)配料的自動模式的誤差更大，且一旦開啟，只能夠生產(chǎn)同一類物品，配料發(fā)生變化就需完全停止設(shè)備。把PLC技術(shù)帶入到配料系統(tǒng)中，就能夠借助PLC帶有的變頻調(diào)速喂料部件及控制軟件包，實(shí)現(xiàn)控制的自動化。增加配料工作的效率及準(zhǔn)確性。

4 PLC技術(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢及注意問題

4.1 應(yīng)用優(yōu)勢

（1）PLC技術(shù)使冶金設(shè)備操作更加簡單。工作人員可以通過計(jì)算機(jī)就能有效地采集整理相關(guān)數(shù)據(jù)，整個操作過程簡單易懂，不會對工作人員造成很大的壓力，提高了工作人員的生產(chǎn)積極性。且計(jì)算機(jī)自動化與PLC控制技術(shù)聯(lián)系在一起，在實(shí)際使用過程中，以往需2個人同時操作的環(huán)節(jié)只需1人便能操作，有效地減少了人工費(fèi)用，減少了企業(yè)成本。

（2）PLC能實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)精確化生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)在信息時代中發(fā)揮者重要的作用，工業(yè)產(chǎn)品逐漸向精確化發(fā)展，傳統(tǒng)的手工操作方式無法保證產(chǎn)品的精確性，PLC控制技術(shù)很好地解決了這個問題，PLC與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，大大提高了產(chǎn)品的精確性，從而有效地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)效率。

4.2 PLC使用注意問題

（1）將PLC有效地運(yùn)用到冶金行業(yè)中，需對工作環(huán)境進(jìn)行考慮，時刻將生產(chǎn)環(huán)境溫度控制在0℃～55℃之間，并注意空氣濕度，因?yàn)檫^于潮濕的環(huán)境會影響PLC技術(shù)的絕緣性能，造成不必要的安全隱患[2]。在PLC技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)過程中時，還需將設(shè)備與振動源隔開，保障設(shè)備的穩(wěn)定性。

（2）將PLC技術(shù)運(yùn)用到冶金行業(yè)中，還需有效避免設(shè)備在使用過程中受到的干擾，過多的外界干擾會造成PLC技術(shù)的實(shí)際使用效果，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備無法運(yùn)行。為PLC設(shè)備安裝隔離變壓器能夠有效地解決這一問題。

5 結(jié)語

從PLC技術(shù)在工業(yè)自動化中的使用效果來看，PLC技術(shù)有著較大的發(fā)展空間。尤其是在冶金工業(yè)飛速發(fā)展的今天，PLC技術(shù)則顯得更加重要，全面了解掌握PLC技術(shù)在冶金行業(yè)中的優(yōu)勢及問題，能夠更好地提升冶金工業(yè)的水平，到達(dá)冶金產(chǎn)品精確化的目標(biāo)。

綜上所述，PLC技術(shù)運(yùn)用在冶金行業(yè)中的優(yōu)勢非常明顯，能夠推動冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)長久以來安全、節(jié)能生產(chǎn)的目標(biāo)，帶動我國冶金行業(yè)自動化的發(fā)展，使我國工業(yè)自動化程度再創(chuàng)新高。了解并正確運(yùn)用PLC技術(shù)，不但能夠使冶金行業(yè)得到發(fā)展，對我國其他各行各業(yè)的工業(yè)化也有很大幫助，因此值得推廣此項(xiàng)技術(shù)。