淺談冶金自動(dòng)化PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)范文

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摘要：隨著我國(guó)科技水平的提高，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及數(shù)字化技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，而PLC控制系統(tǒng)更是在多個(gè)領(lǐng)域受到了廣泛的好評(píng)。PLC控制系統(tǒng)在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的優(yōu)化，并能夠有效促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行有效性的提高，進(jìn)而降低投入成本，提高冶金自動(dòng)化的運(yùn)行效率。基于此，本文對(duì)冶金自動(dòng)化plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析與論述。

關(guān)鍵詞：冶金自動(dòng)化；PLC控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

PLC在冶金自動(dòng)化中的應(yīng)用可以對(duì)人類思維活動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行模擬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化控制。PLC控制系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域較多，是一項(xiàng)復(fù)雜性較高的系統(tǒng)。有效利用PLC控制系統(tǒng)，可以在很大程度上代替人工活動(dòng)，提高冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的智能性，實(shí)現(xiàn)工作效率與工作質(zhì)量的提高。

1PLC控制系統(tǒng)

PLC（ProgrammableLogicController）的全稱為可編程邏輯控制器，其是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分之一，具有高效性及便捷性等特點(diǎn)，PLC在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中是作為數(shù)控系統(tǒng)邏輯控制的通道，同時(shí)其也是系統(tǒng)反饋的必經(jīng)途徑，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用對(duì)于數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。此外，PLC對(duì)于數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修也有著重要作用，可以為數(shù)控機(jī)床故障維修降低很多的維修成本，在數(shù)控系統(tǒng)的信息處理過(guò)程中，主要分為兩類，其中之一是由CNC系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)責(zé)，而另一種則是PLC來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。數(shù)控系統(tǒng)中的信息交換是以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)而建立出信息傳遞平臺(tái)。

2PLC控制系統(tǒng)的功能分析

在應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)之前，需要對(duì)處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，一般情況下是在精密點(diǎn)檢及系統(tǒng)出現(xiàn)故障后進(jìn)行初始化處理。在初始化流程中，主要是對(duì)設(shè)備的裝備及相關(guān)信息進(jìn)行有效的讀取，并顯示出當(dāng)前的設(shè)備信息及工藝的流程圖，同時(shí)將計(jì)數(shù)器及定時(shí)器進(jìn)行清零，將設(shè)備的操作方式切換為手動(dòng)操作模式，工作人員通過(guò)自身手動(dòng)操作來(lái)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。在此過(guò)程中，操作人員需要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)操作方式的最優(yōu)選擇。在此之后，經(jīng)過(guò)操作員確認(rèn)，系統(tǒng)將會(huì)從手動(dòng)操作模式開(kāi)始運(yùn)行，等運(yùn)行正常后，切換為自動(dòng)操作模式運(yùn)行。在操作場(chǎng)所的選擇過(guò)程中，PLC控制系統(tǒng)控制的設(shè)備在機(jī)旁操作箱中需要設(shè)立遠(yuǎn)控/近控權(quán)限的選擇開(kāi)關(guān)。如果在操作地點(diǎn)上選擇近控，就需要將開(kāi)關(guān)調(diào)到近控的位置，進(jìn)而通過(guò)操作箱中的按鈕及指示燈來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行或停止。而選擇遠(yuǎn)控操作地點(diǎn)，就需要將權(quán)限選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到遠(yuǎn)控位置，進(jìn)而通過(guò)PLC控制站來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。在PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，如果控制站出現(xiàn)問(wèn)題，其他控制站就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，而操作人員就可以以此為依據(jù)對(duì)故障進(jìn)行排除。

3冶金自動(dòng)化PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在冶金自動(dòng)化中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)可以在很大程度上提高冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化程度。在傳統(tǒng)的冶金作業(yè)過(guò)程中，對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用方式是根據(jù)相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。但這種方式缺少先進(jìn)的理論基礎(chǔ)，因此在實(shí)際工作過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一定的故障，且無(wú)法得到有效的解決。但是在使用PLC控制系統(tǒng)后，冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)得到了一定程度上的優(yōu)化，對(duì)于現(xiàn)代化技術(shù)的有效應(yīng)用，使設(shè)計(jì)與成型之間的所需時(shí)間最大限度的縮短，冶金自動(dòng)化成產(chǎn)的效率及質(zhì)量也得到了顯著的提高。（2）故障診斷設(shè)計(jì)。冶金自動(dòng)化生產(chǎn)中，設(shè)備不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障，一般情況下，故障都具備非線性特點(diǎn)。因此，對(duì)于冶金設(shè)備的故障診斷及維修就成為了重點(diǎn)問(wèn)題。在此背景下，PLC控制系統(tǒng)在冶金自動(dòng)化中的應(yīng)用，很好的解決了這一問(wèn)題，在很大程度上提高了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)效率。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、專家系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障位置的精確計(jì)算，使冶金設(shè)備出現(xiàn)故障后，診斷與維修工作的效率得到了顯著的提高。以下對(duì)PLC控制系統(tǒng)的故障診斷進(jìn)行分析：①PLC控制系統(tǒng)I/O狀態(tài)的故障診斷，正常情況下，在確定不是硬件問(wèn)題引發(fā)故障的前提下，可以通過(guò)對(duì)接口狀態(tài)的查詢來(lái)對(duì)故障原因進(jìn)行判斷。以數(shù)控機(jī)床防護(hù)門無(wú)法關(guān)閉，無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)加工的故障問(wèn)題為例，此故障并沒(méi)有在CRT上顯示。因此，利用PLC的I/O狀態(tài)對(duì)該故障進(jìn)行診斷。在數(shù)控機(jī)床中，CNC及PLC系統(tǒng)都是經(jīng)過(guò)I/O接口來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞。以此為基礎(chǔ)對(duì)故障進(jìn)行診斷，可以判定出是中間繼電器出現(xiàn)損壞而導(dǎo)致的故障，基于此，可以通過(guò)對(duì)繼電器進(jìn)行更換，進(jìn)而保證數(shù)控機(jī)床恢復(fù)到正常的運(yùn)行狀態(tài)②PLC控制系統(tǒng)梯形圖故障診斷，以PLC梯形圖為依據(jù)對(duì)故障進(jìn)行診斷與維修可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床外圍故障的高效維修，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效運(yùn)行效率的提高。在具體應(yīng)用過(guò)程中，維修人員需要充分了解數(shù)控機(jī)床的工作原理，這樣才能進(jìn)一步提高故障診斷及維修的高效性。CPU作為PLC的重要核心，其可以對(duì)用戶程序與數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的接收，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信號(hào)狀態(tài)的查詢，在確定狀態(tài)無(wú)誤后，PLC才會(huì)開(kāi)始運(yùn)行。以數(shù)控系統(tǒng)雙工為例，數(shù)控機(jī)床通過(guò)AUTOMTIC方式進(jìn)行運(yùn)行，工作部件在1工位可以完成加工2的情況下，主軸沒(méi)有退回到固定位置，且處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)。對(duì)于該故障，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)并無(wú)問(wèn)題，在配合PLC梯形圖進(jìn)行故障檢查，檢查出液壓卡緊力出現(xiàn)波動(dòng)，在對(duì)液壓進(jìn)行調(diào)整后，主軸恢復(fù)了正常工作狀態(tài)。

4PLC控制系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)工作中，對(duì)于設(shè)計(jì)師的選擇是至關(guān)重要的，因此必須要選擇一些專業(yè)水平相對(duì)較高的設(shè)計(jì)師。將PLC控制系統(tǒng)安裝作為一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其所需要的費(fèi)用進(jìn)行核算，充分考慮各個(gè)設(shè)備的性能及建筑布局，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)。在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后，對(duì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并要做好相應(yīng)的責(zé)任落實(shí)工作，在出現(xiàn)問(wèn)題后責(zé)任可以得到準(zhǔn)確的落實(shí)。（2）PLC控制系統(tǒng)的線路布置。PLC控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)冶金設(shè)備的控制起到至關(guān)重要的作用，因此，在PLC控制系統(tǒng)的布線過(guò)程中，需要應(yīng)用專門的導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)出及接收。并要對(duì)冶金設(shè)備做好接地保護(hù)，根據(jù)設(shè)備性能的不同及布置位置的不同來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的接地線布置工作。（3）傳輸設(shè)備的安裝。輸入設(shè)備具有可以隨時(shí)調(diào)試的特點(diǎn)，因此，在安裝過(guò)程中，一定要考慮后期的調(diào)試工作是否方便進(jìn)行。并且在輸入設(shè)備中存在著較多的傳感器，各個(gè)傳感器之間的作用對(duì)象也是完全不同的，在安裝的位置上也存在著差異。在輸出設(shè)備的安裝過(guò)程中，對(duì)于安裝位置具有較高的要求，因此對(duì)于安裝位置一定要進(jìn)行嚴(yán)格的分析。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，冶金作為工業(yè)領(lǐng)域的重要分支之一，提高冶金工業(yè)的智能化生產(chǎn)，可以在很大程度上提高生產(chǎn)效率及質(zhì)量，因此，加強(qiáng)PLC控制系統(tǒng)在冶金自動(dòng)化中的應(yīng)用是至關(guān)重要的。

參考文獻(xiàn)

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[2]郭潤(rùn)梅.冶金自動(dòng)化PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].世界有色金屬,2019,(1):20,22.

作者：余江平 單位：江蘇省安康安全技術(shù)服務(wù)有限公司