電氣設(shè)備自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

戴蘇晴

（上海梅山鋼鐵股份有限公司熱軋廠，江蘇 南京 210039）

現(xiàn)階段，電氣自動化也得到了飛速的發(fā)展，并且已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到我國的工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)和國防等領(lǐng)域，已經(jīng)成為推動社會的生產(chǎn)和生活的發(fā)展的重要力量?；诖耍仨氁浞掷肞LC技術(shù)，提升電氣設(shè)備自動化控制水平，確保其良好的性能，以滿足社會生產(chǎn)的需求。同時，利用PLC技術(shù)加強電氣設(shè)備自動化控制，降低電氣設(shè)備在運營過程中的風(fēng)險系數(shù)。

1 PLC技術(shù)與電氣設(shè)備自動化控制

1.1 PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)全稱為Programmable Logic Controller，屬于可編程邏輯控制器、可編程的儲存器，可內(nèi)部編程可存儲程序。通過該技術(shù)可按照既定的內(nèi)部程度，對其進行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等系列操作，進而對電氣設(shè)備運行的全過程就行實施監(jiān)測，并將將監(jiān)測的結(jié)果，利用數(shù)字傳輸?shù)姆绞剑瑢C械設(shè)備生產(chǎn)這一過程發(fā)出操作指令，進而對生產(chǎn)設(shè)備進行合理的控制[1]。

1.2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中應(yīng)用價值

目前，PLC技術(shù)在我國已經(jīng)擁有30余年的歷史，已經(jīng)在自動化生產(chǎn)線、電力、冶金系統(tǒng)的電氣設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，并彰顯出極高的應(yīng)用價值。

例如，某鋼廠在生產(chǎn)的過程中，就將PLC技術(shù)應(yīng)用到熱軋加熱爐控制系統(tǒng)中，對傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化，使得整個控制系統(tǒng)更加完善，進一步提高了該控制系統(tǒng)的自動化，使得其運行更加穩(wěn)定。由于熱軋加熱爐控制系統(tǒng)中包括物料控制、燃料控制系統(tǒng)兩個組成部分。在具體應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，切實結(jié)合生產(chǎn)工藝的要求，從工藝流程畫面、控制參數(shù)設(shè)定畫面、報警信息畫面、趨勢圖畫面等幾個方面，進行了優(yōu)化設(shè)計，進而使得熱軋加熱爐控制系統(tǒng)自動化程度更高、運行更加穩(wěn)定，進一步保障了生產(chǎn)的順利進行。

可見，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，提高了電氣設(shè)備的運行效率，減少了控制過程中不必要的時間浪費，有效彌補了傳統(tǒng)電氣設(shè)備控制中操作繁瑣、生產(chǎn)效率低下等不足之處，進一步促進了電氣設(shè)備的發(fā)展[2]。

2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的具體應(yīng)用

2.1 PLC技術(shù)在順序控制中應(yīng)用

所謂的順序控制就是在對電氣設(shè)備的各個執(zhí)行機構(gòu)輸入一定的信號，使其嚴格按照一定的先后順序，自動有序的進行操作。通常情況下，電氣設(shè)備在應(yīng)用的過程中，伴隨著使用時間的不斷增加，其耗能也會隨之上升，繼而出現(xiàn)嚴重的資源浪費，進而對生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生損害。為了最大限度避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，可充分利用PLC技術(shù)，對電氣設(shè)備自動化進行順序控制。在具體使用PLC技術(shù)進行順序控制的過程中，應(yīng)做到：①對電氣設(shè)備順序信息進行全面的了解，并以產(chǎn)品工作作為依據(jù)，對順序進行處理，并進行多種信息的輸入。在這一過程中，鑒于電氣設(shè)備內(nèi)部的順序存在一定的差異性，必須要自動、有針對性地對其進行控制，進而達到開關(guān)和主站的控制標準，實現(xiàn)對電氣設(shè)備內(nèi)部順序進行有效的控制；②在對電氣設(shè)備進行順序控制的過程中，必須要找到電氣設(shè)備中繼電器的問題，并對其進行有效的改進，使其具備較高的條理性和靈敏度，并在此基礎(chǔ)上利用PLC技術(shù)對其進行模塊化處理，以免其在運行的過程中，出現(xiàn)操作流程紊亂等現(xiàn)象[3]。

2.2 PLC技術(shù)在開關(guān)控制中的應(yīng)用

在電氣設(shè)備自動化控制中，開關(guān)控制主要是通過繼電器的接通、關(guān)斷的值，進而對電氣設(shè)備進行有效的控制。在傳統(tǒng)的開關(guān)控制模式下，主要是利用開關(guān)量進行控制，但是該控制模式下，存在嚴重的問題，如：穩(wěn)定性較差、敏感性較差，進而使得電氣設(shè)備在運行的過程中，受到不同程度的影響。而通過PLC技術(shù)在開關(guān)控制中的應(yīng)用，則有效避免了傳統(tǒng)開關(guān)量控制中的不足之處，進一步降低了設(shè)備運行中的故障發(fā)生率，進而提高了設(shè)備的使用效率。同時，通過PLC技術(shù)在開關(guān)控制中的應(yīng)用，還可以對整個系統(tǒng)進行集中控制，并在進行系統(tǒng)控制過程中，對有缺陷的元件進行不斷完善，繼而從整體上提升整個系統(tǒng)的控制效率。

2.3 PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

電氣設(shè)備在使用的過程中，常常涉及到許多零件，只有每一個零件得到有效的控制，才能從整體上保證控制的效果。在傳統(tǒng)控制模式下，必須要結(jié)合每一個零件的運行情況，選擇有效的控制方式。但是這種落后的控制模式下，存在較大的弊端，且整個系統(tǒng)的安全可靠性較低。在這種情況下，可充分利用PLC技術(shù)對電氣設(shè)備閉環(huán)進行有效的控制，進而從整體上保障電氣設(shè)備能夠正常運行，并提高整個系統(tǒng)運行的質(zhì)量。例如，可充分利用PLC技術(shù)對動力泵進行控制，當(dāng)動力泵開始運行之后，就可以利用PLC技術(shù)對其運行時間進行精準的分析，并結(jié)合分析的結(jié)果，采用最佳的控制方式，進而對整個電機的運行狀態(tài)進行有效的控制[4]。

3 PLC技術(shù)在加熱爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用實例

在傳統(tǒng)的加熱爐電氣控制系統(tǒng)中，均是采用繼電器控制技術(shù)。但是在這種控制模式下，不僅控制系統(tǒng)的體積較大，其耗電較多、效率不高，并且在控制的過程中，常常出現(xiàn)一定的故障，無法保障工業(yè)生產(chǎn)正常運行。

在這種情況下，可充分利用PLC技術(shù)對其機進行控制。在本次研究中，充分利用PLC技術(shù)在加熱爐系統(tǒng)軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得加熱爐內(nèi)的溫度能夠穩(wěn)定在既定的實際溫度值附近，進而提高了加熱爐溫度控制水平。

3.1 PLC技術(shù)在加熱爐控制系統(tǒng)硬件設(shè)計中的應(yīng)用

此加熱爐設(shè)備的控制系統(tǒng)的硬件主要包括：裝鋼機、抽鋼機、步進梁、爐門、輥道等的設(shè)備控制，運行邏輯，以及兩溫度變送器、模擬量擴展模塊、進出料量控制閥門、進出料通道、啟動/停止按鈕等。在本次進行設(shè)計的加熱爐控制系統(tǒng)中，其系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要包括可編程邏輯控制器PLC、兩溫度變送器、模擬量擴展模塊、進出料量控制閥門、進出料通道、啟動和停止按鈕、系統(tǒng)運行指示等。

在控制系統(tǒng)的硬件中，指示燈可對當(dāng)前系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行精準的顯示，啟動和停止按鈕則可對整個系統(tǒng)進行啟動控制、停止控制。在這一系統(tǒng)中，檢測爐內(nèi)通道的溫度知識等，通過溫度值可將其轉(zhuǎn)換為電壓的模擬量，并將其及時發(fā)送給PLC模擬量的擴展模塊中。PLC在讀到相應(yīng)的溫度數(shù)字之后，可對其進行變換處理，并得到實際的溫度值。并利用PID控制算法，對其進行計算處理，之后利用擴展模塊對電壓模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換，使得其與溫度對應(yīng)的數(shù)字量之后，將其儲存在數(shù)字量的的地址，并利用PLC進行讀取。同時，在輸出口地址中，通過PLC計算之后，便可將數(shù)據(jù)進行儲存，并對閥門裝置的開閉合程度進行有效的控制。通過這一過程中，進一步實現(xiàn)了利用PLC技術(shù)對爐內(nèi)溫度進行自動控制。

3.2 PLC技術(shù)在加熱爐上位機與下位機通信連接中的應(yīng)用

C技術(shù)作為一可編程邏輯控制器，是計算機家族中的一員，主要是為了實現(xiàn)工業(yè)控制而設(shè)計出來的。PLC技術(shù)在加熱爐上位機與下位機通信連接中的也得到了廣泛的應(yīng)用。

在本次研究的加熱爐控制系統(tǒng)中，上位機與下位機通信連接控制的過程中，就充分利用了PLC技術(shù)的S7-200系列的CPU224，選擇PPI通信協(xié)議，并點擊“下一步”進行。之后，創(chuàng)建出PLC224邏輯文件之后，接著進行下一步。在本次設(shè)計中，COM4是選擇的串口，之后接著利用點擊下一步的方式，將其地址配置為2：0，。其中，2代表了PLC地址，通信波特率9.6kbps被0表示，在STEP7-Micro/WIN系統(tǒng)的通信端口，可以找到具體的項目。接著，點擊下一步直至完成向?qū)?，以完成上位機與下位機通信連接。

4 結(jié)語

綜上所述，PLC作為一種新型的電氣自動化技術(shù)，通過其在電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，有效改變了傳統(tǒng)控制模式下的弊端，并在此基礎(chǔ)上進一步提高了電氣設(shè)備的運行效率，并將其了電氣設(shè)備運行過程中事故的發(fā)生率，進一步提高了電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性，進而滿足了社會生產(chǎn)的需求。在本次研究中，筆者成功地將PLC應(yīng)用到加熱爐的控制系統(tǒng)中，并通過PLC技術(shù)在加熱爐系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計中，進而對加熱爐的溫度進行自動控制，使得溫度控制系統(tǒng)更加精準，全面提升了加熱爐控制水平。