PLC系統(tǒng)控制方案的優(yōu)化分析

【摘 要】PLC控制系統(tǒng)軟件的優(yōu)良程度對(duì)冶金矯直設(shè)備具有直接影響。現(xiàn)代化大型冶金企業(yè)中，自動(dòng)化控制水平較高，工藝對(duì)操作人員要求及依賴性較高，導(dǎo)致控制系統(tǒng)軟件硬件具有較高容錯(cuò)性及穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)在結(jié)合變頻器有利于提升冶金矯直設(shè)備工作效率。本文探討PLC及變頻器相關(guān)概念，對(duì)兩者在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】PLC；變頻器；系統(tǒng)

冶金行業(yè)在展開(kāi)工作中涉及工序相對(duì)復(fù)雜，不同項(xiàng)目控制具有獨(dú)立系統(tǒng)，控制主體包括高爐、煤氣大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備等，控制對(duì)象工藝復(fù)雜，控制需求較多，需要設(shè)計(jì)軟硬件控制系統(tǒng)滿足正常及非正常生產(chǎn)需求，且具有靈活性、優(yōu)質(zhì)性。此類控制系統(tǒng)涉及工作人員數(shù)量較多，但技術(shù)水平參差不齊。若技術(shù)人員能對(duì)控制對(duì)象了解程度不足，都將使設(shè)計(jì)的程序存在缺陷。部分程序無(wú)法參與到大生產(chǎn)過(guò)程。因此，應(yīng)當(dāng)不斷提升控制系統(tǒng)軟件功能，并改善PLC軟件控制水平。

1.PLC及變頻器

1.1PLC

PLC利用可編程儲(chǔ)存器將控制器結(jié)合到內(nèi)部?jī)?chǔ)存程序，邏輯運(yùn)算過(guò)程中對(duì)內(nèi)部程序發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)及定時(shí)效果，用戶需求可在一定程度上得到滿足，數(shù)字工作在輸入及輸出工作中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械類型的控制，保障生產(chǎn)過(guò)程更加規(guī)范，可編程邏輯控制器展開(kāi)工作中，首先采取輸入方式，其次展開(kāi)用戶執(zhí)行工作，最后完善輸出功能，自以上三個(gè)過(guò)程建設(shè)工作周期，在可編輯程序控制器內(nèi)部設(shè)置中央處理器，針對(duì)特殊情況重復(fù)掃描。冶金矯直設(shè)備在PLC控制系統(tǒng)中，控制矯直設(shè)備，利用機(jī)械工作電路圖展開(kāi)有效控制。

1.2變頻器

變頻器利用微電子技術(shù)及變頻技術(shù)，控制電力設(shè)備中的交流電源，針對(duì)電源頻率進(jìn)行分別優(yōu)化，在實(shí)際工作過(guò)程中，變頻器含有驅(qū)動(dòng)單元及制動(dòng)單元、整流單元等環(huán)節(jié)，在電壓及電源頻率調(diào)節(jié)過(guò)程中，利用IGCT實(shí)現(xiàn)控制阻斷。若想實(shí)現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能功能，需調(diào)節(jié)運(yùn)行速度，根據(jù)電機(jī)實(shí)際工作情況，調(diào)整電源及電壓指標(biāo)。變頻器安全性較高，可保障各個(gè)單元展開(kāi)工作，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)及過(guò)壓保護(hù)。科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，變頻器技術(shù)不斷改善，應(yīng)用范圍不斷拓展，利用變頻器主路調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)電源頻率及電壓，實(shí)現(xiàn)電路異步電動(dòng)機(jī)的有效調(diào)整。第一種調(diào)節(jié)方式為電流型，在工作中將電流源直流電轉(zhuǎn)化為交流電。第二種為電壓型，在工作中將電壓源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡Ｕ瞎ぷ鞯挠行蜷_(kāi)展。

2.PLC及變頻器在冶金矯直設(shè)備中的應(yīng)用

2.1PLC在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用

2.1.1PLC在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

PLC在冶金矯直設(shè)備應(yīng)用中，所利用控制程序?yàn)镕I系列，最高輸出點(diǎn)為60.在整體系統(tǒng)中，輸入及輸出點(diǎn)無(wú)論如何拓展，輸入點(diǎn)及輸出點(diǎn)的比例為3：2.MCS51作為早期開(kāi)發(fā)的PLC系統(tǒng)，受到技術(shù)原因阻撓，主頻及內(nèi)存空間占比小，只能采取簡(jiǎn)單編程方式設(shè)計(jì)程序。科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度較快，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷優(yōu)化，PLC控制功能進(jìn)一步提升。PLC在現(xiàn)代社會(huì)中，在輸入模塊及輸出模塊，整體配置全部改良，所利用的PLC通信組件，配置相比從前靈活性更高。新型PLC及彩電IC結(jié)構(gòu)差異不大，其中含有兩根線，串聯(lián)時(shí)鐘及數(shù)據(jù)線，此類結(jié)構(gòu)在臺(tái)架式起重機(jī)及吊橋中廣泛應(yīng)用，使控制線環(huán)數(shù)降低，線路運(yùn)行情況可直觀觀察。型號(hào)為OMRON的全新PLC系統(tǒng)，將其在冶金矯直設(shè)備中應(yīng)用，整體控制環(huán)節(jié)利用6根控制線，4根控制電源線，2根控制通訊線。

系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中靈活性更高，中心受壓器性能穩(wěn)定性存在缺陷，利用新型PLC系統(tǒng)后，冶金矯直設(shè)備中心受電器穩(wěn)定性明顯改善。全新的PLC系統(tǒng)對(duì)冶金矯直設(shè)備具有較大價(jià)值。在工作中，設(shè)計(jì)線路需改變傳統(tǒng)僵硬線路控制方式，從而展現(xiàn)PLC優(yōu)勢(shì)。例如，在設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電器連鎖線路過(guò)程中，采取最優(yōu)線路。若副觸頭及線圈緊密連接，可實(shí)現(xiàn)連鎖反應(yīng)，但無(wú)法展現(xiàn)PLC控制功能，使冶金矯直設(shè)備性能下降。若將接觸器觸頭作為PLC信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)電氣互聯(lián)，能夠明確故障所在，從而及時(shí)檢修及調(diào)整。

2.1.2PLC在冶金矯直設(shè)備的發(fā)展方向

PLC在冶金矯直設(shè)備應(yīng)用中，將利用組態(tài)模塊及變頻器，使冶金矯直設(shè)備性能及控制精度進(jìn)一步改善，將傳統(tǒng)單機(jī)控制模式剔除，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制方式，改善PLC控制功能，在聯(lián)動(dòng)控制中實(shí)現(xiàn)信息共享，港口利用局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，對(duì)其中設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制冶金矯直設(shè)備目標(biāo)。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使PLC技術(shù)不斷調(diào)整及完善，朝向自動(dòng)化方向發(fā)展，并逐漸建設(shè)智能化系統(tǒng)，在信息技術(shù)及軟件技術(shù)雙重發(fā)展下，使冶金矯直設(shè)備展開(kāi)工作效率更高。

2.2變頻器在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用

2.2.1變頻器在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用

變頻技術(shù)處于高速發(fā)展中，矢量控制技術(shù)利于改善變頻技術(shù)水平，使其在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。變頻器在冶金矯直設(shè)備應(yīng)用，在一個(gè)變頻器的控制下，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)孔子，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)電機(jī)總?cè)萘坎町惒淮螅趯?shí)際工作中，整體結(jié)構(gòu)負(fù)載量低，整體變化程度小，電阻箱及接觸器應(yīng)用數(shù)量減少。矢量控制技術(shù)的結(jié)合，變頻器技術(shù)得以進(jìn)一步優(yōu)化，變頻器在與變頻電機(jī)及矢量技術(shù)融合過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)低頻轉(zhuǎn)矩特性，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的低速運(yùn)行，防止出現(xiàn)重載及其他問(wèn)題，提升工作效率，并控制工作能耗。

2.2.2變頻器在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

引入變頻器利于將PLC控制信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制目標(biāo)，利用內(nèi)部程序控制不同電機(jī)檔位，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，在PLC模擬量控制端子及主零信號(hào)中加入變頻器，控制精度進(jìn)一步提升。變頻器在應(yīng)用過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)有效采集，調(diào)整電機(jī)編碼器信號(hào)，觀察電機(jī)此時(shí)的運(yùn)行速率，根據(jù)實(shí)際情況控制輸出信號(hào)，閉環(huán)控制防止出現(xiàn)過(guò)速運(yùn)轉(zhuǎn)。減速控制及加速控制、停止運(yùn)轉(zhuǎn)控制，利于改善動(dòng)能熱效應(yīng)形式，從而實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)目標(biāo)。變頻器可利用檢測(cè)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩等方式控制參數(shù)，并監(jiān)測(cè)故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)有效報(bào)警，維護(hù)人員可利用檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。維護(hù)人員可利用檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督及報(bào)警，維護(hù)人員可利用檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)故障排查，從而明確故障所在，保障設(shè)備有效運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)冶金行業(yè)處于高速發(fā)展中，新型控制技術(shù)的應(yīng)用利于改變企業(yè)自動(dòng)化程度，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，使企業(yè)發(fā)展進(jìn)入新的發(fā)展階段，提升生產(chǎn)效率，改變能源利用率。PLC及變頻器在冶金矯直設(shè)備的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)組合組態(tài)模塊，優(yōu)化冶金矯直設(shè)備控制精度，并結(jié)合微電子及變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)設(shè)備的有效控制。引入變頻器后，PLC連接方向及控制信號(hào)的端子實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，將電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)逐漸朝向智能化過(guò)渡，為冶金矯直設(shè)備的工作穩(wěn)定開(kāi)展提供幫助。

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作者簡(jiǎn)介：

何楊帆（1991.09），男 漢族 安徽巢湖人，本科，助理工程師，從事冶金電氣；畢業(yè)院校：安徽工業(yè)大學(xué)

（作者單位：韶關(guān)鋼鐵）