冶金自動化PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

王克亮

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，基于計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)也開始逐步的應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域范圍之中。在冶金領(lǐng)域引進PLC控制系統(tǒng)，可以有效的優(yōu)化控制的過程，提高運行的可靠性，降低企業(yè)的資金投入，提升冶金自動化工作效率。針對此情況，本文將舉例分析PLC控制系統(tǒng)用于冶金領(lǐng)域的方案設(shè)計。

關(guān)鍵字：PLC控制系統(tǒng)； 冶金自動化； 方案設(shè)計

1.PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

在PLC控制系統(tǒng)在冶金自動化領(lǐng)域應(yīng)用的過程之中，可以通過對人類的思維活動的模擬過程，來實現(xiàn)對冶金自動化控制系統(tǒng)地智能化控制。與此同時，PLC控制系統(tǒng)是一種設(shè)計范圍很廣的技術(shù)，是集中了哲學(xué)、計算機信息技術(shù)、信息控制理論、仿生控制系統(tǒng)理論等多門學(xué)科知識的復(fù)雜系統(tǒng)，可以充分的代替人類的手工活動來完成對冶金自動化系統(tǒng)的智能化控制過程。

2.PLC控制系統(tǒng)配置及功能簡介

2.1PLC控制系統(tǒng)的基本組成

一般情況下，PLC控制系統(tǒng)為西門子公司的S7-300/400系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過使用最新的微機硬件技術(shù)和成熟可靠的軟件系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的有效控制，并通過對算法的應(yīng)用，保證工程的高效完成。

2.2PLC控制系統(tǒng)的軟硬件配置

為保證系統(tǒng)的可靠性，PLC控制系統(tǒng)的硬件配置主要包括2套PLC柜體，2臺控制站和1臺工程師站，1臺網(wǎng)絡(luò)打印機，其中2臺控制站互為冗余。其中，作為下位機的兩套控制站主要用于冶金自動化生產(chǎn)的汽輪機主機和輔助機器上，控制站主要包括容錯以太網(wǎng)接口模塊、S7-400控制處理器、電源模塊、冗余模塊、I/O模塊等。作為上位機的2臺控制站和1臺工程師站的主要配置是Intel CPU 2.8GHZ；存儲容量4GB RAM；硬盤320G；雙網(wǎng)卡； 19LCD顯示器； Windows XP sp3操作系統(tǒng)。

PLC控制系統(tǒng)的軟件配置為：控制站的編程軟件STEP 7 V5.5 SP2，2臺控制站的監(jiān)控軟件為FIX 6.15運行版，1臺工程師站的監(jiān)控軟件為FIX 6.15開發(fā)版。

2.3PLC控制系統(tǒng)控制功能簡介

首先，在運用PLC控制系統(tǒng)之前，要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)系統(tǒng)的初始化處理，一般情況下，要在控制系統(tǒng)投入運行或精密點檢后運行時或者當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生重大故障后，重新啟動時進行初始化處理，進行初始化處理的工作步驟包括有：第一，讀入過程設(shè)備狀態(tài)信息、條件信息；第二，顯示工藝流程圖及設(shè)備目前狀態(tài)；第三，所有定時器、計時器清零；第四，設(shè)備操作方式自動設(shè)置成“手動”方式；第五，由操作員進行“手動”操作處理，使各設(shè)備處于操作員指定的方式、狀態(tài)；第六，操作員確認各設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)是否正常，運行條件是否具備，由操作員將操作方式設(shè)在正常運行的模式；第七，操作員確認一切正常后，程序運行先從“手動”方式開始，設(shè)備正常運行后再切換到“自動”方式。

其次，進行操作場所的選擇。一些需要在PLC上控制的設(shè)備在機旁操作箱上設(shè)有“遠控/近控”權(quán)限選擇開關(guān)，將操作地點分為：“近控”操作：將選擇開關(guān)設(shè)置為“近控”位置時，利用機旁操作箱上的操作指示燈及操作按鈕在現(xiàn)場完成設(shè)備的啟動（開啟）、停止（關(guān)閉）操作。“遠控”操作：將選擇開關(guān)設(shè)置為“遠控”位置時，利用設(shè)置在中控室的PLC控制站進行遠方操作。

最后，如果在PLC控制系統(tǒng)控制的過程中，一臺控制站發(fā)生故障時，另一臺控制站發(fā)出報警信號，打印故障報告，操作員到正常的工作站進行操作，直到系統(tǒng)恢復(fù)。當(dāng)PLC故障（包括通訊故障、CPU故障、冗余板卡故障）時，自動無擾切換到冗余設(shè)備（通訊鏈路、冗余CPU、冗余板卡），操作站發(fā)出報警信號，并打印故障報告。非冗余板卡故障時，發(fā)出報警信號，由專業(yè)人員確認并排除故障。

3.PLC控制系統(tǒng)用于冶金自動化控制的設(shè)計途徑

3.1優(yōu)化設(shè)計

在PLC控制系統(tǒng)用于冶金自動化控制的過程之中，可以充分的結(jié)合人工智能系統(tǒng)的先進理論技術(shù)以及相應(yīng)的工作實踐經(jīng)驗。在傳統(tǒng)的冶金自動化控制過程之中，主要采用的設(shè)計手段就是通過結(jié)合實際的工作經(jīng)驗來進行控制系統(tǒng)的設(shè)計，這種設(shè)計方法缺乏先進的系統(tǒng)理論的支持，在實際的運行過程中，往往會出現(xiàn)一些難以解決的故障問題。通過對PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效的優(yōu)化對于冶金自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計，并通過對先進的計算機科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，有效的縮減產(chǎn)品從設(shè)計到成型的時間，有效的提升了冶金自動化控制的控制效率。

3.2故障診斷設(shè)計

一般情況下，冶金設(shè)備所出現(xiàn)的故障問題具備著非線性的特點，這就給冶金自動化控制系統(tǒng)解決冶金設(shè)備的故障問題帶來了很多的困難。在這樣的背景下，通過在冶金自動化控制系統(tǒng)之中引進PLC控制系統(tǒng)，可以有效的提升冶金自動化控制系統(tǒng)的檢索效率。并通過對PLC控制系統(tǒng)之中的專家系統(tǒng)、模糊邏輯算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，更加有效的確定冶金設(shè)備之中出現(xiàn)故障的區(qū)域，可以有效的提升冶金設(shè)備的故障診斷有效率。

3.3智能控制設(shè)計

在冶金自動化控制過程引進PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了科學(xué)領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢，一般情況下，冶金自動化控制過程引進PLC控制系統(tǒng)主要集中在對于PLC控制系統(tǒng)之中的模糊算法、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的引進之上。PLC控制系統(tǒng)對于冶金自動化系統(tǒng)的主要應(yīng)用層面也主要集中在以下幾個層面：第一，進行對冶金設(shè)備之中的數(shù)據(jù)參數(shù)的分析；第二，對于冶金設(shè)備的運行狀態(tài)的實時監(jiān)督管理；第三，對于控制系統(tǒng)的有效管理；第四，對于冶金系統(tǒng)之中出現(xiàn)的故障進行及時的記錄分析。

4.結(jié)論

綜上所述，通過PLC控制系統(tǒng)在冶金自動化系統(tǒng)之中的應(yīng)用，可以有效的優(yōu)化冶金自動化系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)，提升冶金自動化系統(tǒng)的故障檢測效率，是冶金自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢。

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