佟圣旺，王東升，金衛(wèi)紅

（中國(guó)石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機(jī)械制造分公司，遼寧盤(pán)錦 124209）

0 引言

工業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的穩(wěn)定提高建立在先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，而金屬熱處理性能是影響機(jī)械產(chǎn)品綜合質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對(duì)石油等行業(yè)的發(fā)展起到重要作用。石油行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)是保障熱處理技術(shù)的先進(jìn)性，提高設(shè)備管理和后期維修效率，以保證產(chǎn)品的安全性及可靠性。PLC 控制可以提高金屬材料的熱加工性能，也能減少各項(xiàng)能源消耗以達(dá)到節(jié)能減排的效果，以此緩解當(dāng)前的能源緊張問(wèn)題，提高熱處理效率。

1 熱處理設(shè)備中應(yīng)用PLC 控制的思考

1.1 熱處理

熱處理是機(jī)械加工中的一項(xiàng)重要工序，處理設(shè)備控制的精準(zhǔn)性會(huì)影響熱處理的工藝質(zhì)量，需要對(duì)其進(jìn)行深度分析。熱處理的本質(zhì)是在特定條件及工序的支持下，通過(guò)相關(guān)設(shè)備改變材料本身的性質(zhì)，從而使材料更適應(yīng)周邊環(huán)境所體現(xiàn)出的特性。熱處理過(guò)程中需要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)條件以及工序，應(yīng)制定規(guī)范化的控制和管理措施，提高系統(tǒng)控制效率，推動(dòng)熱處理設(shè)備的自動(dòng)化發(fā)展。

1.2 總體設(shè)計(jì)

對(duì)熱處理設(shè)備的控制，除了爐門(mén)控制，同時(shí)也包括工件搬運(yùn)、加熱以及冷卻處理等生產(chǎn)過(guò)程。PLC 在熱處理設(shè)備中的應(yīng)用可以應(yīng)用傳感器對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，和設(shè)定值進(jìn)行比較后再輸出相關(guān)信號(hào)以達(dá)到溫度控制的目標(biāo)，再根據(jù)設(shè)定的溫度值進(jìn)行下一步控制工作。可控氣氛熱處理也能通過(guò)真空泵等裝置的使用保障爐膛溫度的合理性。同時(shí)還能借助循環(huán)水傳感器對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)警報(bào)及時(shí)處理，通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵以及閥門(mén)的控制提高協(xié)調(diào)處理能力，進(jìn)一步保障真空爐用水量的科學(xué)性，提高設(shè)備控制的綜合能力。

2 PLC 技術(shù)在熱處理設(shè)備中的應(yīng)用

2.1 爐溫控制

建國(guó)初期，我國(guó)熱處理設(shè)備的制作水平比較低，很少有企業(yè)可以生產(chǎn)自動(dòng)化的熱處理設(shè)備，隨著改革開(kāi)放和各項(xiàng)科研技術(shù)的發(fā)展，PLC 控制技術(shù)進(jìn)入到更高層面的發(fā)展階段，可提高熱處理工藝的效率，強(qiáng)化整體系統(tǒng)控制效果。應(yīng)用PLC 控制前，我國(guó)大多數(shù)熱處理設(shè)備以微處理器對(duì)爐溫進(jìn)行控制。隨著國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引用，國(guó)內(nèi)逐漸進(jìn)行爐溫控制的創(chuàng)新，通過(guò)TP801 單板對(duì)熱處理工藝進(jìn)行有效控制[1]。之后隨著DDC（Display Data Channel，顯示數(shù)據(jù)通道）數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了更有效的系統(tǒng)控制，但信息處理能量較小，限制了熱處理設(shè)備自動(dòng)化控制的進(jìn)一步發(fā)展。

隨著PLC 技術(shù)的應(yīng)用，熱處理設(shè)備的工作效率、工業(yè)控制的綜合能力得以提高。以PLC 控制替代人工操作模式，通過(guò)儀表對(duì)溫度進(jìn)行控制，提高能源使用效率。之后，相關(guān)學(xué)者對(duì)PLC 原理和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深入探究，提高溫度控制效率，強(qiáng)化能源的控制效果。PLC 和微機(jī)的聯(lián)合應(yīng)用提高了系統(tǒng)控制效果，保障爐溫控制的適應(yīng)性，還能借助軟件對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，可以自動(dòng)報(bào)警以提高系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性。2010 年南昌大學(xué)對(duì)PLC 控制進(jìn)行深度探索，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到溫度控制系統(tǒng)以提高自動(dòng)化控制效果。

2.2 氣氛測(cè)定

在熱處理設(shè)備中應(yīng)用PLC 控制可以提高可控氣體的碳勢(shì)，早期運(yùn)用熱絲法、氧化探頭以及氣相色譜等方法開(kāi)展氣氛測(cè)定，而通過(guò)PLC 能對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效控制以提高操作效能。2004 年，技術(shù)人員通過(guò)三菱PLC 控制器對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行更高層面的控制研究，以人機(jī)交互為載體提高充氣以及抽氣的技術(shù)操作效果[2]。此具備運(yùn)行穩(wěn)定、后期維護(hù)方便與操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)時(shí)代表性的處理設(shè)備。后期隨著對(duì)PLC 技術(shù)的深度研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體流量的精準(zhǔn)化控制，突破1000 ℃溫度局限，逐漸達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平。

2.3 系統(tǒng)控制

運(yùn)用PLC 技術(shù)控制熱處理工藝的過(guò)程中，需要根據(jù)相關(guān)的程序進(jìn)行操作，以編程為載體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體化控制，以提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。實(shí)施整體控制過(guò)程中需要對(duì)生產(chǎn)線和熱處理設(shè)備進(jìn)行有效控制，同時(shí)也能進(jìn)行集成控制，從而提高系統(tǒng)控制的實(shí)效性。對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行PLC 控制研究的過(guò)程中需要進(jìn)行多方面的思考。運(yùn)用PLC 對(duì)光路、位置坐標(biāo)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等進(jìn)行控制，改變傳統(tǒng)熱處理工藝體現(xiàn)出的缺陷[3]。在系統(tǒng)控制過(guò)程中要重視各項(xiàng)設(shè)備管理的效率，關(guān)注PLC 控制信息的實(shí)時(shí)共享，以提高其信息集成以及系統(tǒng)控制能力。

3 PLC 在熱處理設(shè)備管理和維修中的應(yīng)用

3.1 通過(guò)和CC-LINK 結(jié)合提高設(shè)備管理能力

基于PLC 控制在國(guó)內(nèi)熱處理設(shè)備中的深度應(yīng)用，各領(lǐng)域?qū)崽幚碓O(shè)備的綜合控制水平大幅度提高，推動(dòng)了熱處理控制技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)PLC 控制技術(shù)也得到進(jìn)一步完善。例如在進(jìn)行數(shù)字信息和網(wǎng)絡(luò)信息共享方面實(shí)現(xiàn)不斷完善和創(chuàng)新發(fā)展，也提高了人機(jī)接口工作效率，強(qiáng)化熱處理設(shè)備的處理效果。可以說(shuō)PLC 控制在熱處理設(shè)備中得到更加廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新化的發(fā)展。在這種情況下，需要對(duì)設(shè)備管理和維修進(jìn)行深入分析，以此提高PLC 控制在熱處理設(shè)備的應(yīng)用效果。

熱處理設(shè)備是整體生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，在熱采機(jī)械制造過(guò)程中，要關(guān)注熱處理設(shè)備管理和維修方面的發(fā)展，可以通過(guò)CCLINK（Control & Communication LinkSystem，通信和控制鏈接系統(tǒng)）技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)管控一體化的創(chuàng)新發(fā)展。PLC 技術(shù)可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線控制，進(jìn)一步提高熱處理領(lǐng)域自動(dòng)化及高效化的發(fā)展，也能強(qiáng)化企業(yè)技術(shù)管控能力[4]。因此要求相關(guān)人員必須提高設(shè)備管理能力，重視強(qiáng)化PLC 控制在當(dāng)前熱處理工作中的應(yīng)用效果，也應(yīng)對(duì)后期技術(shù)維修進(jìn)行充分考慮，這樣才能保障系統(tǒng)控制效率的穩(wěn)定提升。

3.2 制定有針對(duì)性的策略，提高PLC 控制效果

將PLC 控制運(yùn)用到傳統(tǒng)的熱處理設(shè)備中，可以進(jìn)一步強(qiáng)化其系統(tǒng)控制效果，在完成預(yù)定動(dòng)作的基礎(chǔ)上推動(dòng)系統(tǒng)控制的穩(wěn)定提高。但是控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，在對(duì)熱處理設(shè)備系統(tǒng)控制過(guò)程中通過(guò)PLC 控制技術(shù)的運(yùn)用能提高控制精準(zhǔn)度?；诖?，可以將模糊控制以及人工智能等先進(jìn)技術(shù)合理融入PLC 控制中，能夠提高系統(tǒng)反應(yīng)的速度，確保系統(tǒng)控制精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性，以此體現(xiàn)PLC 控制的效果和價(jià)值。所以在PLC 控制應(yīng)用過(guò)程中，需要開(kāi)發(fā)出有針對(duì)性的控制方法，以提高熱處理設(shè)備的管理能力，也能解決后期實(shí)踐應(yīng)用中的維修問(wèn)題。

3.3 重視動(dòng)態(tài)管理和技術(shù)維修

目前，熱處理設(shè)備呈現(xiàn)出專(zhuān)業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)該項(xiàng)設(shè)備也體現(xiàn)出復(fù)雜化的演變特征，因此需要更加關(guān)注其智能化的發(fā)展需求。根據(jù)熱處理設(shè)備呈現(xiàn)出的復(fù)雜性和技術(shù)需求，運(yùn)用PLC 進(jìn)行系統(tǒng)化控制。推動(dòng)石油行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展應(yīng)保障熱處理技術(shù)的先進(jìn)性，以保障產(chǎn)品的安全性及可靠性，提高設(shè)備管理和維修效率。但需要關(guān)注新功能的需求和算法發(fā)展，重視提高PLC 的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性，這樣可以在面對(duì)復(fù)雜算法時(shí)也能提高硬件接口以及處理器綜合質(zhì)量。因此在進(jìn)行設(shè)備管理和維修過(guò)程中，必須關(guān)注動(dòng)態(tài)管理這一需求，將各種先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到PLC 控制中，以動(dòng)態(tài)管理為載體，強(qiáng)化熱處理設(shè)備的管理質(zhì)量，以提高熱處理設(shè)備的綜合控制效果，制定更加完善的控制管理方案，以提高設(shè)備管理質(zhì)量，推動(dòng)控制技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

4 結(jié)論

熱處理是機(jī)械加工過(guò)程中的工序，熱處理工藝質(zhì)量會(huì)影響設(shè)備的控制精準(zhǔn)性，需要對(duì)其進(jìn)行深入研究以提高行業(yè)技術(shù)水平。PLC 技術(shù)的應(yīng)用可以提高熱處理產(chǎn)品的力學(xué)性能，也能減少各項(xiàng)能源的消耗以達(dá)到節(jié)能減排效果，緩解能源緊張的問(wèn)題。因此說(shuō)PLC 控制會(huì)在熱處理設(shè)備中得到更加廣泛的應(yīng)用，同時(shí)提高設(shè)備管理和維修的效率?；诘纳a(chǎn)和技術(shù)發(fā)展情況，在熱處理過(guò)程中要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)要求及工序，規(guī)范化控制和管理措施，提高系統(tǒng)控制的效率，推動(dòng)熱處理設(shè)備的自動(dòng)化發(fā)展。