韓新建

摘?要： 隨著我國科技的不斷發(fā)展，我國的工業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)的人力生產(chǎn)轉(zhuǎn)換為自動生產(chǎn)或全自動生產(chǎn)模式，而這期間起到主要作用的是自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。這類系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用的優(yōu)勢在于自身運(yùn)行的安全性，可靠性較高，并且在運(yùn)行的過程中不受到其他程序的干擾。基于此，本文將重點(diǎn)分析PLC技術(shù)在電氣自動化與工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，旨在為電氣自動化的普及發(fā)展提供更多支持。

關(guān)鍵詞： PLC技術(shù);電氣自動化;編程

【中圖分類號】TP273?????【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）01-0147-02

衡量一個(gè)國家工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)是，電氣自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中所滲透的程度。同時(shí)也在另一方面體現(xiàn)著城市現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，目前自動化技術(shù)的發(fā)展方向更加趨向于智能化，全自動化，自分析化。其中遠(yuǎn)程技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械自動化在各類環(huán)境下的應(yīng)用成為了可能。將高新技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，必然能大幅的提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，使企業(yè)最終獲得的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

1?PLC 技術(shù)在電氣自動化控制中應(yīng)用的相關(guān)體現(xiàn)

1.1?冷軋酸洗破鱗輥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熱軋帶鋼為鋼板在冷軋時(shí)的主要原料。但是在冷軋酸洗開卷前的過程中，機(jī)械工藝的應(yīng)用極易導(dǎo)致鋼板發(fā)生變形。酸洗機(jī)組的開卷機(jī)因?yàn)樯婕暗牟缓侠韺?dǎo)致在應(yīng)用過程中存在著很大的局限。因此，下文將詳細(xì)介紹一種基于液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)來對破鱗機(jī)開卷時(shí)的壓力進(jìn)行全程的實(shí)時(shí)控制。以便提高鋼板在生產(chǎn)中的自動化水平。

1.2?控制方案

在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確立基本的邏輯關(guān)系，測量出開卷機(jī)每一次開卷過程中的半徑，直降大小變化情況，并對各個(gè)間隔的運(yùn)動軌跡一代碼的形式輸入到電腦程序中。其中，涉及到的參數(shù)有張力方向，張力大小，不同卷徑時(shí)的包角。以及與機(jī)械相應(yīng)位置之間的角度關(guān)系的數(shù)值均要得到計(jì)算[1]。以上四者集合關(guān)系的計(jì)算能夠使開卷機(jī)更好的控制開卷的角度以及輥運(yùn)動的速度。工控機(jī)通過不斷的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，能夠變得越來越智能。當(dāng)輸入的生產(chǎn)數(shù)據(jù)越多，則后期輸入工控機(jī)的數(shù)據(jù)會越來越簡潔。首先每一次進(jìn)行開卷時(shí)，一定每次需要輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為鋼板的厚度，卷徑，直徑，寬度，質(zhì)量等數(shù)據(jù)。工控機(jī)確定數(shù)據(jù)所處的范圍，在數(shù)據(jù)中結(jié)合以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整合，并進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析計(jì)算，最后可輸出一系列的施力曲線數(shù)據(jù)，傳送給PLC系統(tǒng)，此系統(tǒng)在按照特定的算法，確定出最終得壓力值下傳給液壓控制系統(tǒng)。

經(jīng)過實(shí)際改造應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)中一定要保證數(shù)據(jù)的傳輸是準(zhǔn)確的，不受到干擾的，系統(tǒng)才能正確的執(zhí)行指令。首先PLC自動控制系統(tǒng)接收信號，并將數(shù)據(jù)通過信號處理模塊進(jìn)行分析，通過內(nèi)部自制的邏輯軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與整合，結(jié)合所輸出的數(shù)據(jù)與程序中預(yù)先設(shè)定的指令要求進(jìn)行比對，比對通過后，執(zhí)行程序預(yù)定的指令。其中PLC系統(tǒng)輸入系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的工序是數(shù)據(jù)的輸入以及冷軋機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)施監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)上傳至工控機(jī)處。輸出部分暫無太大的變化，為繼電輸出模式。PlC系統(tǒng)接入了整個(gè)系統(tǒng)的控制流程也就能順利的實(shí)現(xiàn)對模塊中電子元件的實(shí)時(shí)控制。使控制不再局限，而是保持在了全局觀角度來進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的操作的。

1.3?硬件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的設(shè)備是西門子公司的S7 300，詳細(xì)的系統(tǒng)配置見圖1：

其中內(nèi)置芯片所選擇的是性能較高的CPU314 IFM。選用其的原因是他具有多個(gè)通信接口，可以實(shí)時(shí)的接受來自多條線路的信息。其次是接入了高速數(shù)據(jù)分析接口，前四個(gè)I/O接口均可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速分析的功能。為了便于實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)甚至實(shí)時(shí)解決部分故障，前四個(gè)I/O均可與增量型脈編碼器相連接。其中MPI位于CPU處的接口，則可以實(shí)現(xiàn)雙重功能，既可以作為數(shù)據(jù)通信接口，也可多作為編程接口。功能的多樣化成了首選此控制系統(tǒng)的原因之一[2]。

其中前文所提到的高性能增量型光電編碼器大部分惡劣的環(huán)境是較為適宜的，其主要應(yīng)用到角位移傳感器處。

1.4?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC編程軟件選擇的是STEP 7 5.1版，監(jiān)控軟件所選擇的是WinCC5.0版。

在控制破鱗的過程中。一部分基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)控制信號，例如鋼帶厚度等數(shù)據(jù)的來源來自工控器內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫。需要調(diào)取的數(shù)據(jù)通過位于CPU處的MPI接口能夠?qū)崿F(xiàn)電流環(huán)控型的通信方式的實(shí)現(xiàn)，其中，工控機(jī)處所使用的編程軟件與PLC系統(tǒng)所選用的編程軟件有所不同，為Visual Basi通信軟件。兩者間的數(shù)據(jù)交換通道所采用的是DDE方式。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制邏輯框架詳見圖2：

程序邏輯控制部分的框圖如圖2所示。

其中：

￡—光電編碼器實(shí)測行程值;

—空載最大行程;

￡～—破鱗輥 允許最大行程;

+表示電磁閥得電;

—表示電磁閥失電;

DT1—快速下行電磁閥;

DT2—快速上行電磁閥;

DT3—緩行破鱗電磁閥;

DT4— 慢速上行電磁閥;

此系統(tǒng)的運(yùn)行方式設(shè)定為自動和手動兩種，其中在設(shè)備的檢修與維修階段主要采用的是手動模式。當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，所采用的是閉環(huán)PID調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)過程中當(dāng)破磷輥處在慢速上行階段時(shí)，一定要緩慢的釋放壓力才可實(shí)現(xiàn)鋼板正常的開卷角度。通常情況下，張力的釋放時(shí)間為5S;當(dāng)破鱗輥處在上升階段時(shí)，經(jīng)檢測為張力快速見效階段，此時(shí)需要注意當(dāng)沒次破鱗輥處在初始位置時(shí)，為防止增量型編碼器檢測值的累積誤差，應(yīng)當(dāng)對編碼器中的數(shù)據(jù)完全清零。

實(shí)時(shí)壓力調(diào)整的關(guān)鍵部件為Win cc的變量記錄編輯器。以曲線形式顯示過程變量，并實(shí)時(shí)輸出壓力值和油缸行程值。利用Win cc完善的用戶權(quán)限管理功能，可對用戶的訪問和操作權(quán)限進(jìn)行有效的管理，防止誤操作。是一類值得廣泛應(yīng)用的PLC控制系統(tǒng)。

2?結(jié)束語

我國的機(jī)械工業(yè)水平隨著高新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)越來越完善，PLC系統(tǒng)可執(zhí)行的功能也變得越來越多元。在新時(shí)代的要求下，plc系統(tǒng)的應(yīng)用定會越來越普及，甚至決定著工業(yè)發(fā)展的速度。將PLC系統(tǒng)應(yīng)用于電氣自動化控制中有助于提升自動化水平，擴(kuò)展電子化控制范圍，領(lǐng)域，內(nèi)容等。更好的滿足市場的發(fā)展需要，加強(qiáng)PLC技術(shù)的研究有探討，有助于人們認(rèn)識到此技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，為行業(yè)的發(fā)展提供了思路。

參考文獻(xiàn)

[1]?張千朋，洪騰飛，陳龍.電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（07）：130.

[2]?宋志強(qiáng).探析PLC技術(shù)在化工裝置電氣自動化控制中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（26）：158-159.