基于自動化控制技術的熱軋監控系統設計

屈爾慶

摘要：監控系統是熱軋生產的重要環節，關系到冶金企業的安全生產。本文以井下熱軋生產系統為研究對象，分析了熱軋生產脫離自動化控制技術的危害，提出了基于計算機、自動化控制的監測系統。重點闡述了該系統中的傳感器原理、可編譯控制器控制方案和計算機軟件控制流程。該設計為冶金生產的安全工作提供了可靠保障。

關鍵詞：自動化控制 井下運輸 帶式輸送機

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0021-02

冶金熱軋生產自動化控制設備是生產的關節，易于實現自動控制、運行效率等特點。但冶金生產常常伴隨生產故障現象，導致了生產不能順利進行，給冶金帶了極大的經濟損失和安全隱含，因此，對生產設備進行有效的監控是保證冶金生產的重要工作。

1 冶金生產監測方案

本文根據國內眾多熱軋生產檢測方法，選擇計算機軟件控制+可編譯控制器+紅外光電傳感器對冶金生產進行監測。

2 監測系統設計

如圖1所示，監測系統硬件部分由人機界面、報警裝置、可編譯控制器單元、光耦隔離電路、信號采集電路、紅外光電傳感器陣列。在迎合冶金自動化、自動化控制設計思想基礎上，實現現代化監測單元，將傳感器的智能化優勢發揮到極限。

2.1 傳感器原理

如圖2所示：熱軋生產用光電傳感器屬主動式光電探測系統電子傳感器，具有脈沖調制功能。該傳感器使用紅外光，可無損傷、非接觸檢測和控制各種煙霧、柔軟體、黑體、透明體、液體以及固體。本系統將光電傳感器分為受光器和投光氣。

2.2 數據采集電路

本文設計了數據采集電路來監測傳感器光敏件輸出電信號變化（如圖3所示）。該電路包括模/數轉換電路、采樣/保持電路、信號調理電路和其他電路。其中模/數轉換電路包含U/F轉換器、A/D轉換器等，信號調理電路包含抗混疊濾波器等，其他電路包括控制邏輯、總線接口電路和定時器和計時器。輸入數據采集系統的一個基本輸入信號包括控制邏輯電路CL、模/數轉換電路A/D、采樣/保持電路S/H和信號調理電路SC。

2.3 邏輯控制單元

邏輯控制單元即PLC單元，采用五個數字量輸出點和八個數字量輸入定的TRQ-WW150型PLC可編譯控制器。具有可靠性高、性能穩定、算法靈活、功能強大等特點，尤其適用于冶金生產的惡劣環境，而且和地面中心自動化控制網絡連接很好，集成便利、安裝靈活、結構小巧，尤其適合設備布置緊湊等區域。

2.4 監測系統計算機軟件設計

基于自動化控制的監測系統軟件單元由報警輸出程序、故障顯示子程序、自診斷程序、邏輯判斷主程序以及初始化程序組成，如圖4所示結構圖。

3 輸送帶監測系統實驗測試

按照受光器和投光器的不同距離，在光照度為10000lx條件下對該系統進行測試。如圖5所示，為隨著時間變化，傳感器光電流輸出變化曲線，其中報警點為設定的三個標志點。由此看出，隨著使用時間的增加，傳感器光敏元件產生的光電信號逐漸增加，同時信號隨時間延長逐漸減弱。在相同環境下，傳感器正常工作時間隨著接收器和發射器之間距離的縮短而延長。通過實驗可知，對于冶金復雜的電路和監控環境來說，該系統具有兩種輸入電壓等級。基于計算機和自動化控制的監測系統傳感器具有抗噪聲干擾能力強，光電流水平穩定等優勢。該系統在井下夠濃度煤塵環境中具有穿透能力強、硬檢出距離大、連續工作時間長的特點。

4 結語

結合了計算機和自動化控制的熱軋生產故障檢測系統是一種全新的冶金自動化技術。這個系統及裝置可靠性高、誤動作次數少、抗干擾能力強。

參考文獻

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