PLC控制在自控軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

胡 勇，文 均，張曉慶

1.云南省昆鋼集團(tuán)紅河鋼鐵有限公司，云南蒙自 661100

2.云南省昆鋼集團(tuán)重裝公司，云南蒙自 661100

PLC控制在自控軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

胡 勇1，文 均2，張曉慶1

1.云南省昆鋼集團(tuán)紅河鋼鐵有限公司，云南蒙自 661100

2.云南省昆鋼集團(tuán)重裝公司，云南蒙自 661100

可編程序控制器綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過(guò)程，面向用戶(hù)的“自然語(yǔ)言”編程，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡(jiǎn)單易懂，操作方便，是一種可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。本文結(jié)合PLC的基本構(gòu)成和特點(diǎn)，就繼電—接觸器控制線(xiàn)路進(jìn)行分析。

PLC；自控軋鋼機(jī)；控制系統(tǒng)；應(yīng)用；實(shí)例分析

可編程邏輯控制器(Programmable logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC)，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，目前已在鋼鐵企業(yè)廣泛應(yīng)用。

1 PLC的基本構(gòu)成

PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：電源、中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等。

2 可編程序控制器的特點(diǎn)

為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，PC機(jī)有以下特點(diǎn)：

1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求即要求設(shè)備的平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)、故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短。

2）通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便。PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿(mǎn)足各種要求的控制系統(tǒng)。硬件確定后，不必改變PC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿(mǎn)足要求。

3）功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣?，F(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話(huà)、自檢、記錄顯示等功能。

4）編程簡(jiǎn)單，容易掌握。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶(hù)程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，是微不足道的，完全可以滿(mǎn)足控制要求。

5）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量。由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線(xiàn)工作量大為減少。

6）體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

3 可編程序控制器的應(yīng)用

目前，PLC在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用范圍大致可歸納為以下幾種：

1）開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制。

2）運(yùn)動(dòng)控制。PLC可用于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制。目前，制造商已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。動(dòng)的程序可用PLC的語(yǔ)言完成，通過(guò)編程器輸入。

3）閉環(huán)過(guò)程控制。PLC通過(guò)模擬量的I/O模塊實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的PID控制。

4）數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理一般用在大中型控制系統(tǒng)中；具有CNC功能：把支持順序控制的PLC與數(shù)字控制設(shè)備緊密結(jié)合。

5）通訊連網(wǎng)。PLC的通訊包括PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間和它的智能設(shè)備之間的通訊。PLC和計(jì)算機(jī)之間具有RS-232接口，用雙絞線(xiàn)、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換。

4 實(shí)例分析

軋機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬軋制過(guò)程的設(shè)備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過(guò)程的裝備，包括有主要設(shè)備、輔助設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。軋機(jī)的主要設(shè)備有工作機(jī)座和傳動(dòng)裝置。并不是所有的PLC都具有上述的全部功能，有的小型PLC只具上述部分功能，但價(jià)格比較便宜。

在PLC在軋鋼機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，主要分四大類(lèi)操作：公共操作、I/O操作、執(zhí)行用戶(hù)程序、服務(wù)外設(shè)。本文就繼電—接觸器控制線(xiàn)路進(jìn)行分析。

簡(jiǎn)單實(shí)例——從繼電—接觸器控制線(xiàn)路的PLC梯形圖：

1）主電路?？刂茖?duì)象：通斷主電路的KM——接觸器線(xiàn)圈，輸出點(diǎn)編址00001。

2）控制線(xiàn)。SB2：起動(dòng)按鈕，輸入點(diǎn)編址10001；SB1：停車(chē)按鈕，輸入點(diǎn)編址10002；FR：過(guò)載保護(hù)，輸入點(diǎn)編址10003。

3）梯形圖及I/O硬件接線(xiàn)（如圖）。在PLC的開(kāi)關(guān)量輸入端，按鈕：一般以常開(kāi)狀態(tài)接入；FR：以常閉狀態(tài)接入，此時(shí)在梯形圖中FR應(yīng)取常開(kāi)觸點(diǎn)。

一般步驟：觀察主電路——控制對(duì)象——確定輸出點(diǎn)，編址；觀察控制線(xiàn)路——輸入信號(hào)的給出（對(duì)象）——確定輸入點(diǎn)，編址；邏輯關(guān)系（過(guò)程）：中間繼電器、互鎖、自鎖、延時(shí)等——確定內(nèi)部繼電器，觸點(diǎn)。

1）面向?qū)ο?，面向過(guò)程，從上到下、從左到右寫(xiě)出梯形圖；2）按梯形圖一般編寫(xiě)規(guī)則整理、編址；3）I/O接線(xiàn)圖（輸出端無(wú)中間繼電器、時(shí)間繼電器線(xiàn)圈，并注意電源的連接）；4）較熟練后，可利用上一級(jí)的輸出作為下一級(jí)的輸入控制。

5 結(jié)論

隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)化PC得到了驚人的發(fā)展。使PC在概念、設(shè)計(jì)、性能、價(jià)格以及應(yīng)用等方面都有了新的突破，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使PC向用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱?？梢灶A(yù)見(jiàn)，PLC將不斷地大規(guī)模滲入鋼鐵企業(yè)的自動(dòng)可控生產(chǎn)。

[1]王樹(shù)義，劉小靜.PLC自控系統(tǒng)在選煤系統(tǒng)中電機(jī)短路故障原因分析及改造[J].煤質(zhì)技術(shù)，2008(4)：62-64.

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1674-6708（2010）24-0140-02