PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

張波　劉鵬厚

【摘? 要】隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)科技水平也有很明顯的提高?？萍妓教岣咭灿绊懳覈?guó)各行業(yè)的發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)解決了我國(guó)各領(lǐng)域遇到的問(wèn)題，通過(guò)采用自動(dòng)化技術(shù)可以進(jìn)一步提高企業(yè)的工作效率，同時(shí)也保證了生產(chǎn)過(guò)程中工人的人身安全。通過(guò)在生產(chǎn)過(guò)程中使用PLC型DCS控制系統(tǒng)，可以進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)能力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作精度。因此，自動(dòng)化生產(chǎn)線在很多生產(chǎn)企業(yè)中占據(jù)非常重要的地位。電子控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)器設(shè)備的控制程度影響整個(gè)生產(chǎn)車間的生產(chǎn)效率，在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，采用PLC型DCS控制系統(tǒng)可以提高對(duì)更生產(chǎn)環(huán)節(jié)的掌控力度，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)快速發(fā)展的目的。

【關(guān)鍵詞】PLC型DCS控制系統(tǒng);自動(dòng)化生產(chǎn)線;方案

一、自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

通過(guò)對(duì)水泥工藝的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，PLC型DCS控制系統(tǒng)可以更有效的對(duì)整個(gè)產(chǎn)生過(guò)程提供更高效的掌控力度，保證各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠有條不紊的進(jìn)行，避免在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)安全威脅。該控制系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視管理，能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析從而對(duì)設(shè)備有一個(gè)更好的調(diào)用。自動(dòng)化生產(chǎn)線電控系統(tǒng)配置如圖1所示。由軟件工程師、操作員、硬件組成控制系統(tǒng)內(nèi)部的中控室環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)PLC型DCS控制系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行分析可以更好的了解PLC型DCS控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，在實(shí)踐中更好的對(duì)該控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，保證整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。對(duì)圖1電子控制系統(tǒng)進(jìn)行解析研究發(fā)現(xiàn)，電子控制柜由起始量輸出、輸入繼電器、信號(hào)處理設(shè)備等構(gòu)成。在水泥工廠中應(yīng)用PLC型DCS控制系統(tǒng)需要建立中央控制室到達(dá)對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體的控制的目的。通過(guò)中央控制室對(duì)PLC型DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行控制可以對(duì)石灰石破碎等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理并且可以由控制人員在中央控制系對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)行操控，根據(jù)改變相關(guān)參數(shù)使設(shè)備進(jìn)行不同功能作業(yè)。操作人員通過(guò)修改設(shè)備的某項(xiàng)參數(shù)可以改變物理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，間接的完成了對(duì)機(jī)器設(shè)備的控制。在中央控制室中有相應(yīng)的報(bào)警打印機(jī)、工程師站等構(gòu)件，進(jìn)一步的保證生產(chǎn)能夠正常運(yùn)行。在電子控制系統(tǒng)中，工程師可以通過(guò)對(duì)控制邏輯進(jìn)行修改從而完成生產(chǎn)流程的改變，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子控制系統(tǒng)的維護(hù)以及通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同的生產(chǎn)功能。電子控制系統(tǒng)自帶通信網(wǎng)絡(luò)功能，通訊網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，因此通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)目炻彩怯绊懽詣?dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)產(chǎn)品的一重大因素。當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)一般以光纖作為通訊介質(zhì)，工廠根據(jù)實(shí)際情況將控制站進(jìn)行劃分，將控制區(qū)域劃分為石灰石破碎遠(yuǎn)程站、原料粉磨站、水泥包裝控制站、窯尾控制站、燒成窯頭控制站和水泥粉磨戰(zhàn)。在工廠中，控制站會(huì)將若干自動(dòng)控制模塊安裝在低配電壓適中，有利于PLC型DCS控制系統(tǒng)的完整性與統(tǒng)一性。

二、PLC型DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1PLC型DCS控制系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，自動(dòng)化生產(chǎn)也是很多工廠提高產(chǎn)品生產(chǎn)力的主要手段。在水泥廠中應(yīng)用電子控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步的提高水泥的產(chǎn)量以及水泥的質(zhì)量。應(yīng)用當(dāng)前最新的電子控制系統(tǒng)即PLC型DCS控制系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，保證現(xiàn)場(chǎng)各運(yùn)作單元正常運(yùn)行。

2.1.1系統(tǒng)功能

機(jī)組的開(kāi)啟需要機(jī)組步狀態(tài)字，通過(guò)機(jī)組步狀態(tài)字可以有效的保證機(jī)組是順序啟動(dòng)的。保證機(jī)組的啟動(dòng)不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。采用機(jī)組步狀態(tài)字對(duì)機(jī)組進(jìn)行控制時(shí)，一般是通過(guò)設(shè)定自動(dòng)開(kāi)啟時(shí)間保證機(jī)組的開(kāi)啟和電機(jī)保持一致。但采用機(jī)組步狀態(tài)字的方式開(kāi)啟機(jī)組時(shí)要注意脈沖信號(hào)的影響。步信號(hào)屬于脈沖信號(hào)，當(dāng)控制系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯完成相對(duì)應(yīng)的任務(wù)之后會(huì)將內(nèi)部計(jì)算出的數(shù)據(jù)結(jié)果輸送到DR管腳，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制。為了確保設(shè)定開(kāi)啟的時(shí)間與當(dāng)前大多數(shù)電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間保持一致需要將開(kāi)啟時(shí)間設(shè)定為1s以內(nèi)。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)間與電機(jī)不一致就會(huì)對(duì)設(shè)備造成影響，對(duì)機(jī)組的自動(dòng)設(shè)定時(shí)間進(jìn)行修改，檢查電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間和機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間差從而修改兩者的啟動(dòng)時(shí)間，保證機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間和電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間在可控范圍內(nèi)，保證生產(chǎn)車間不會(huì)因此出現(xiàn)故障。在系統(tǒng)設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間時(shí)，一般通過(guò)數(shù)字1和0代表系統(tǒng)可啟動(dòng)和不可啟動(dòng)兩種狀態(tài)。在啟動(dòng)連鎖中，大型設(shè)備想要進(jìn)行啟動(dòng)只需要通過(guò)指令模塊輸入命令就可以完成啟動(dòng)連鎖。在運(yùn)行連鎖中，設(shè)備想要啟動(dòng)相應(yīng)的功能模塊需要開(kāi)啟所有設(shè)備，只有當(dāng)所有的設(shè)備全部啟動(dòng)之后控制單元才允許設(shè)備發(fā)送指令。在系統(tǒng)中，為了方便對(duì)所有電機(jī)進(jìn)行控制，需要使用預(yù)先已經(jīng)編譯好的規(guī)則對(duì)所有電機(jī)進(jìn)行編輯，通過(guò)對(duì)所有的電機(jī)進(jìn)行前期的預(yù)處理之后，當(dāng)想要啟動(dòng)電機(jī)時(shí)只需要通過(guò)數(shù)字0和1進(jìn)行調(diào)整即可，當(dāng)想要所有電機(jī)恢復(fù)運(yùn)行時(shí)也可以通過(guò)控制字進(jìn)行調(diào)整。這種控制方式不僅提高了對(duì)電機(jī)的控制，使控制更加簡(jiǎn)單、高效，還有效的避免在控制電機(jī)時(shí)因?yàn)橐恍┦д`從而影響整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)運(yùn)行。

2.1.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件

邏輯控制程序在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)對(duì)設(shè)備造成干擾，但工作人員通過(guò)改變邏輯控制也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生變化，導(dǎo)致邏輯控制既是獨(dú)立的又和控制系統(tǒng)有一定聯(lián)系的。從整體看兩者的基本構(gòu)成單元有很大差異，從總線網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議方面來(lái)講，兩者都需要借助總線網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議進(jìn)行信號(hào)的傳輸。通信介質(zhì)是影響信息傳輸?shù)闹饕蛩?，通信介質(zhì)的選擇關(guān)乎這控制系統(tǒng)對(duì)各機(jī)器設(shè)備的控制效率，進(jìn)一步影響到整個(gè)自動(dòng)化成產(chǎn)線。在選擇通訊介質(zhì)事需要從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。首先通信介質(zhì)需要足夠穩(wěn)定，其次通信介質(zhì)能夠有效的為控制系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)。只有滿足以上兩點(diǎn)需求才能保證不會(huì)影響控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)器設(shè)備的控制，進(jìn)一步使站點(diǎn)的數(shù)據(jù)能夠有效的傳輸?shù)礁鱾€(gè)電子設(shè)備當(dāng)中，保證各個(gè)單元能夠及時(shí)收到控制信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。采用PLC型DCS控制系統(tǒng)時(shí)，該控制系統(tǒng)所包含的功能非常多，因此，系統(tǒng)需要的項(xiàng)目也比其他控制系統(tǒng)要多。因此PLC型DCS控制系統(tǒng)想要正常運(yùn)行離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件以及邏輯程序控制系統(tǒng)的加入。只有在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)配有十分完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)才能有效的提高PLC型DCS控制系統(tǒng)的精確度和效率，保證電子控制系統(tǒng)能夠及時(shí)的對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行功能調(diào)度。使各個(gè)設(shè)備能夠準(zhǔn)確有序地完成各自的作業(yè)。

2.1.3軟件功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)控制的核心是實(shí)時(shí)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。通過(guò)電子控制系統(tǒng)可以保證自動(dòng)化生產(chǎn)線能夠正常有序運(yùn)行，避免意外事故的發(fā)生，通過(guò)電子控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控可以有效的通過(guò)電子控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)設(shè)備發(fā)送工作指令，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，提高控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)器設(shè)備的控制，并且保證控制系統(tǒng)能夠更有效的處理生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。另外，PLC型DCS控制系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中具有很強(qiáng)的可視性，可以進(jìn)一步的了解各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的詳細(xì)情況，保證整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的意外事故，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。另外，PLC型DCS控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)機(jī)器設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并把監(jiān)測(cè)結(jié)果呈現(xiàn)在控制面板上，工作人員可以通過(guò)控制面板就可以進(jìn)一步了解各機(jī)器設(shè)備的工作情況以及受損情況，對(duì)有問(wèn)題的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)修復(fù)和更換，保證設(shè)備的正常運(yùn)行并保證PLC型DCS控制系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)任何故障問(wèn)題。對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行處理時(shí)，需要明確系統(tǒng)故障發(fā)生的位置以及故障的類型，通過(guò)對(duì)故障位置以及類型做出正確的判斷可以更有效的解決設(shè)備故障，從而使得系統(tǒng)更安全有效的運(yùn)行，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。

三、在拋光生產(chǎn)線自動(dòng)化上?？叵到y(tǒng)中的應(yīng)用

陶瓷拋光磚的生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)窯爐的高溫處理，從而使磚的硬度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這也就導(dǎo)致經(jīng)過(guò)高溫處理的磚坯具有非常高的溫度，導(dǎo)致這時(shí)的磚坯不能及時(shí)進(jìn)行下一步的生產(chǎn)處理。需要將經(jīng)過(guò)窯爐高溫處理過(guò)的磚坯進(jìn)行降溫，避免在后續(xù)環(huán)節(jié)高溫磚坯會(huì)對(duì)機(jī)器設(shè)備以及工作人員造成傷害。當(dāng)磚坯的溫度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才能開(kāi)始進(jìn)行下一步的生產(chǎn)工序即對(duì)磚坯進(jìn)行拋光工序。因此需要將窯爐燒出的具有高溫的磚坯進(jìn)行及時(shí)的降溫然后將這些磚坯進(jìn)行及時(shí)的存儲(chǔ)。一般來(lái)說(shuō)，將磚坯進(jìn)行存儲(chǔ)一般是將磚坯豎向放置，這種方式對(duì)磚坯進(jìn)行存儲(chǔ)可以最大程度的釋放磚坯的溫度也可以最有效的釋放磚坯的應(yīng)力。之后就需要對(duì)磚坯進(jìn)行拋光的作業(yè)。

通過(guò)以上工藝流程可以完成陶瓷的拋光任務(wù)，但該工藝流程的工作量也非常大。不利于工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)，降低了廠家的生產(chǎn)效率。通常情況下，一塊磚的重量至少是16公斤，想要將磚坯進(jìn)行拋光工序就需要將窯爐燒出的已經(jīng)降溫并釋放地應(yīng)力的磚頭進(jìn)行搬運(yùn)。在搬運(yùn)時(shí)，由于磚頭的數(shù)量非常多就導(dǎo)致搬運(yùn)工每天要搬運(yùn)的磚的數(shù)量也非常巨大，需要花費(fèi)的勞動(dòng)力費(fèi)用變得非常高。隨著當(dāng)前勞動(dòng)力費(fèi)用不斷提高，以及從事這項(xiàng)工作的人員日益減少，廠家就需要想辦法通過(guò)機(jī)械化作業(yè)代替人力勞動(dòng)，從而保證企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，自動(dòng)化的搬磚機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)自動(dòng)化搬磚機(jī)可以有效的解決勞動(dòng)力不足的問(wèn)題，并且通過(guò)自動(dòng)化搬磚機(jī)可以提高磚的搬運(yùn)數(shù)量。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這也是一種達(dá)到流水作業(yè)效果的系統(tǒng)集成裝置。

當(dāng)明確知道機(jī)器設(shè)備的動(dòng)作之后，編程人員通過(guò)編寫(xiě)一定的代碼可以實(shí)現(xiàn)PLC型DCS控制系統(tǒng)控制機(jī)器設(shè)備完成一系列的動(dòng)作。當(dāng)明確要做的動(dòng)作之后，編程人員的編寫(xiě)難度也會(huì)大大降低。通過(guò)對(duì)搬磚車的動(dòng)作分析為例，分析程序編寫(xiě)的方法。當(dāng)對(duì)搬磚車進(jìn)行程序控制時(shí)，需要了解搬磚車向前向后移動(dòng)的原因。通過(guò)對(duì)搬磚車基礎(chǔ)動(dòng)作進(jìn)行分析之后，編程人員可以通過(guò)編寫(xiě)一定的代碼來(lái)控制搬磚車的移動(dòng)。之后進(jìn)行測(cè)試無(wú)誤之后需要對(duì)搬磚車的復(fù)雜動(dòng)作進(jìn)行分析，其中包括鉤磚彎桿及推磚轉(zhuǎn)盤(pán)沒(méi)回位、上磚傳送沒(méi)完成、前限位信號(hào)等進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)搬磚車的各個(gè)信號(hào)的檢測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)控，保證當(dāng)搬磚車完成一條動(dòng)作命令之后可以及時(shí)的檢測(cè)到動(dòng)作完成的信號(hào)。通過(guò)對(duì)復(fù)位信號(hào)、傳送信號(hào)等進(jìn)行控制就可以完成搬磚車的程序梯形圖，保證搬磚車能夠自動(dòng)完成搬磚任務(wù)。

總結(jié)

綜上所述，電子控制系統(tǒng)在當(dāng)前工業(yè)中有著不可代替的重要作用，而PLC型DCS控制系統(tǒng)是電子控制系統(tǒng)中最先進(jìn)的控制方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)可以有效的對(duì)各機(jī)器設(shè)備進(jìn)行有效控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證自動(dòng)化生產(chǎn)線能夠準(zhǔn)確有序的運(yùn)行。電子控制系統(tǒng)是對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)，通過(guò)使用PLC型DCS控制系統(tǒng)可以更顯著的發(fā)揮其控制功能使得在當(dāng)今勞動(dòng)力費(fèi)用昂貴的今天可以為工廠生產(chǎn)減輕成本的投入使工廠有更大的收益，使整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域向前邁進(jìn)新的一步。

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