解讀仿真技術在喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中的應用

戴文志

【摘要】我國的經(jīng)濟水平在近幾年來得到了飛速提升，制造業(yè)、工業(yè)的發(fā)展進程也在逐漸加快。在煉鋼生產(chǎn)制造過程中，喂絲機作為爐外精煉的主要設備之一，其系統(tǒng)運行質量對鋼質量產(chǎn)生了至關重要的影響。在喂絲機加工運行過程中，其工況條件具備一定的不穩(wěn)定性，應用仿真技術可將喂絲機工況進行良好控制，確保其正常、穩(wěn)定運行。綜上所述，本文將結合實際案例對方針技術在喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中的應用策略展開簡單的分析，以期提升喂絲機控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，從而促進工業(yè)的進一步發(fā)展。

【關鍵詞】仿真技術；喂絲機控制系統(tǒng)；開發(fā)過程；應用策略

前言：在進行高速線材生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會采用到的關鍵設備便是喂絲機，并設置在扎線的尾端位置，主要作用是將線材纏繞制成特定直徑的線圈，從而鋪設在斯太爾磨輥道上。喂絲機在進行喂絲過程中，線材頭部容易卡在輥縫間隙處，從而造成輥道卡線問題，并出現(xiàn)嚴重的安全事故。為了解決這種問題，便要將喂絲機的頭部落點進行準確控制。利用仿真技術可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，并提升喂絲機控制系統(tǒng)的整體運行效率。本文將結合西門子觸摸屏軟件的仿真運行系統(tǒng)、西門子PLC變成軟件仿真程序，將二者進行互相結合，對其在喂絲機控制系統(tǒng)中的應用策略展開分析。

一、仿真技術在喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中的應用原理分析

隨著近幾年來我國的科技水平在不斷提升，PLC技術在工業(yè)控制現(xiàn)場的應用范圍越來越廣泛，更多的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)都采用PLC技術對工業(yè)設備進行良好控制，其在工業(yè)控制領域中發(fā)揮了直觀重要的作用[1]。PLC技術的主要特點為界面簡潔、明了，操作簡單方便，可使用多種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、領域，還具備靈活、豐富的變成軟件，多類型的尺寸觸摸屏，因此大部分工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)也將PLC應用在各種設備中，并作為人機界面的主要接口。

西門子公司推出PLC技術以及觸摸屏之后在市場中的售價較高，但其性能優(yōu)異、使用效果佳，被各個行業(yè)領域的工業(yè)現(xiàn)場廣泛應用，尤其是在鋼鐵制造產(chǎn)業(yè)中被作為主要技術所應用，獲得了顯著的使用效果。例如在A市的冶金研究所生產(chǎn)制造的喂絲機便是采用PLC技術，其中還加入了變頻調(diào)速技術與多種網(wǎng)絡控制技術、信息技術。其主要是將西門子的PLC技術作為系統(tǒng)控制核心，并利用西門子制造的觸摸屏作為人機界面，還利用了西門子變頻器為系統(tǒng)提供動力驅動，最終制定相應的交流電動機技術方案。

二、仿真技術在喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中的應用策略分析

在利用仿真技術進行喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)以及調(diào)試的過程中，需要對PLC程序不斷調(diào)整以及驗證。在西門子公司生產(chǎn)的PLC編程軟件中，其Step7軟件包提供了有效的仿真技術程序，即PLCSIM[2]，在進行喂絲機生產(chǎn)過程中，可利用仿真技術將系統(tǒng)中的程序隨意私改，并提升程序查看、修改的效果。與此同時，在西門子的觸摸屏編輯軟件WinCC Flexible中附帶另一個仿真技術系統(tǒng)，可以將喂絲機控制系統(tǒng)中的觸摸屏用戶程序進行仿真，其系統(tǒng)程序的運行效果可以更加直觀、清晰地展示在人們面前。

在將仿真技術實際應用在喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中，PLC技術的編程與觸摸屏界面編程的工序是獨立進行的。因此在實際應用過程中，需要將編程所需要用到的程序下載至PLC與觸摸屏的硬件中，再通過與MPI通訊電纜互相連接，便可使喂絲機控制系統(tǒng)的整體運行狀況顯現(xiàn)出來。在這個過程中，還需要將其中的程序不斷完善、修改，工作人員需要將通訊電纜進行多次插拔，從而使PLC程序與觸摸屏程序更好地改善與調(diào)整。最后將其分別下載到硬件之中，并將MPI通訊電纜重新連接，便可重新查看喂絲機控制系統(tǒng)的運行效果。另外，在將仿真技術實際應用在喂絲機控制系統(tǒng)的過程中，要將PLCSIM界面的效果多加注意，在各種類型發(fā)生變量的過程中顯示方式為小窗口，這樣做也是為了便于查找。因此，需要將PLCSIM軟件與WinCC Flexible仿真技術運行系統(tǒng)互相聯(lián)合，便可將上述問題有效解決。

在實際應用過程中，軟件環(huán)境為Step7 v5.5中文版，PLCSIM v5.4+SP4、WinCC Flexible2008+SP2。在對二者進行聯(lián)合調(diào)試的過程中，要注意程序的安裝順序，才能確保應用效果。應先將Step7 v5.5進行安裝[3]，其次再安裝PLCSIM v5.4。在安裝WinCC Flexible2008的過程中，系統(tǒng)中的安裝程序會將其自動識別并激活，在進行自動義安裝時，應將Step7集成選項勾選。

在安裝完成之后將程序軟件打開，并找到Step7集成的選項菜單，在該程序中開啟一個項目之后，在其樹形框右鍵點擊插入新對象，如果出現(xiàn)SIMATIC HMI站菜單則表明集成安裝成功。如果沒有現(xiàn)實該菜單需要在電腦的控制面板中將安裝WinCC Flexible2008進行卸載程序的操作，從而對其完善修改最終完成安裝。在這一步完成之后，最后將Step7基礎進行激活。

在安裝完上述兩種程序軟件之后，便可以對喂絲機控制系統(tǒng)進行仿真軟件的調(diào)試工作。在Step7中將已經(jīng)編好程序的PLC打開，同時還要將PLCSIM軟件打開，將各個需要進行觀察的變量窗口打開，之后將PLC程序從PLC站下載到其中，便可在PLCSIM中對仿真軟件的程序進行驗證、操作以及運行。

在安裝以及調(diào)試完成之后，會在SIMATIC Manager窗口中增加RT站，其名字為設備_1.此時應將其與通訊進行互相連接，并右鍵點擊打開對象，程序便可自動切換至WinCC Flexible2008界面。之后將激活位置進行開啟，要將在線同樣設置為開啟狀態(tài)。最后在項目的菜單欄中選取編譯器，便可將喂絲機的控制系統(tǒng)開啟運行。之后會在PLCSIM中會看到WinCC Flexible2008的仿真程序隨著窗口的變量變化而發(fā)生變化。此時還應在觸摸屏的仿真窗口中將數(shù)據(jù)進行合理設置，便可最終確認為仿真系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試操作成功。

在利用這種方式將仿真技術應用在喂絲機控制系統(tǒng)的過程中，可以將調(diào)試采取的步驟進行簡化，并確保調(diào)試的效果以及系統(tǒng)運行的整體效果，還可以將細節(jié)以及完全驗證的功能實現(xiàn)，有效提升系統(tǒng)的運行效率。

結語：由于喂絲機控制系統(tǒng)在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)工況不穩(wěn)定的情況，利用仿真技術可以將該問題有效解決，并提升喂絲機的運行效率。因此在實際使用過程中，應注意程序的安裝以及聯(lián)合調(diào)試步驟，才能將喂絲機控制系統(tǒng)的真正作用發(fā)揮出來，并體現(xiàn)仿真技術的控制優(yōu)勢。

參考文獻

[1]陳景輝. 仿真技術在喂絲機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中的應用[J]. 黑龍江冶金，2013，03：40-41.

[2]吳秀芹. 視景仿真技術在油田井下作業(yè)中的應用研究[D].大慶石油學院，2005.

[3]楊胡坤. 多坐標數(shù)控仿真技術研究[D].大慶石油學院，2005.