借助PLC 控制應用促進熱處理設備發展的分析

佟圣旺，王東升，金衛紅

（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧盤錦 124209）

0 引言

工業產品競爭力的穩定提高建立在先進制造技術的基礎上，而金屬熱處理性能是影響機械產品綜合質量的關鍵因素，對石油等行業的發展起到重要作用。石油行業穩定發展的基礎是保障熱處理技術的先進性，提高設備管理和后期維修效率，以保證產品的安全性及可靠性。PLC 控制可以提高金屬材料的熱加工性能，也能減少各項能源消耗以達到節能減排的效果，以此緩解當前的能源緊張問題，提高熱處理效率。

1 熱處理設備中應用PLC 控制的思考

1.1 熱處理

熱處理是機械加工中的一項重要工序，處理設備控制的精準性會影響熱處理的工藝質量，需要對其進行深度分析。熱處理的本質是在特定條件及工序的支持下，通過相關設備改變材料本身的性質，從而使材料更適應周邊環境所體現出的特性。熱處理過程中需要嚴格執行技術條件以及工序，應制定規范化的控制和管理措施，提高系統控制效率，推動熱處理設備的自動化發展。

1.2 總體設計

對熱處理設備的控制，除了爐門控制，同時也包括工件搬運、加熱以及冷卻處理等生產過程。PLC 在熱處理設備中的應用可以應用傳感器對溫度信號進行檢測，和設定值進行比較后再輸出相關信號以達到溫度控制的目標，再根據設定的溫度值進行下一步控制工作。可控氣氛熱處理也能通過真空泵等裝置的使用保障爐膛溫度的合理性。同時還能借助循環水傳感器對溫度進行監測，出現警報及時處理，通過對循環水泵以及閥門的控制提高協調處理能力，進一步保障真空爐用水量的科學性，提高設備控制的綜合能力。

2 PLC 技術在熱處理設備中的應用

2.1 爐溫控制

建國初期，我國熱處理設備的制作水平比較低，很少有企業可以生產自動化的熱處理設備，隨著改革開放和各項科研技術的發展，PLC 控制技術進入到更高層面的發展階段，可提高熱處理工藝的效率，強化整體系統控制效果。應用PLC 控制前，我國大多數熱處理設備以微處理器對爐溫進行控制。隨著國外先進技術的引用，國內逐漸進行爐溫控制的創新，通過TP801 單板對熱處理工藝進行有效控制[1]。之后隨著DDC（Display Data Channel，顯示數據通道）數字控制技術的應用，實現了更有效的系統控制，但信息處理能量較小，限制了熱處理設備自動化控制的進一步發展。

隨著PLC 技術的應用，熱處理設備的工作效率、工業控制的綜合能力得以提高。以PLC 控制替代人工操作模式，通過儀表對溫度進行控制，提高能源使用效率。之后，相關學者對PLC 原理和實踐應用進行深入探究，提高溫度控制效率，強化能源的控制效果。PLC 和微機的聯合應用提高了系統控制效果，保障爐溫控制的適應性，還能借助軟件對系統溫度進行及時監控，可以自動報警以提高系統控制的精準性。2010 年南昌大學對PLC 控制進行深度探索，將神經網絡技術應用到溫度控制系統以提高自動化控制效果。

2.2 氣氛測定

在熱處理設備中應用PLC 控制可以提高可控氣體的碳勢，早期運用熱絲法、氧化探頭以及氣相色譜等方法開展氣氛測定，而通過PLC 能對相關設備進行有效控制以提高操作效能。2004 年，技術人員通過三菱PLC 控制器對熱處理設備進行更高層面的控制研究，以人機交互為載體提高充氣以及抽氣的技術操作效果[2]。此具備運行穩定、后期維護方便與操作簡單的優勢，是當時代表性的處理設備。后期隨著對PLC 技術的深度研究，實現對氣體流量的精準化控制，突破1000 ℃溫度局限，逐漸達到國際領先技術水平。

2.3 系統控制

運用PLC 技術控制熱處理工藝的過程中，需要根據相關的程序進行操作，以編程為載體對系統進行整體化控制，以提高系統運行效率。實施整體控制過程中需要對生產線和熱處理設備進行有效控制，同時也能進行集成控制，從而提高系統控制的實效性。對熱處理設備進行PLC 控制研究的過程中需要進行多方面的思考。運用PLC 對光路、位置坐標以及執行機構等進行控制，改變傳統熱處理工藝體現出的缺陷[3]。在系統控制過程中要重視各項設備管理的效率，關注PLC 控制信息的實時共享，以提高其信息集成以及系統控制能力。

3 PLC 在熱處理設備管理和維修中的應用

3.1 通過和CC-LINK 結合提高設備管理能力

基于PLC 控制在國內熱處理設備中的深度應用，各領域對熱處理設備的綜合控制水平大幅度提高，推動了熱處理控制技術的發展，同時PLC 控制技術也得到進一步完善。例如在進行數字信息和網絡信息共享方面實現不斷完善和創新發展，也提高了人機接口工作效率，強化熱處理設備的處理效果。可以說PLC 控制在熱處理設備中得到更加廣泛的應用，實現創新化的發展。在這種情況下，需要對設備管理和維修進行深入分析，以此提高PLC 控制在熱處理設備的應用效果。

熱處理設備是整體生產系統的重要組成部分，在熱采機械制造過程中，要關注熱處理設備管理和維修方面的發展，可以通過CCLINK（Control & Communication LinkSystem，通信和控制鏈接系統）技術結合實現管控一體化的創新發展。PLC 技術可以進行現場總線控制，進一步提高熱處理領域自動化及高效化的發展，也能強化企業技術管控能力[4]。因此要求相關人員必須提高設備管理能力，重視強化PLC 控制在當前熱處理工作中的應用效果，也應對后期技術維修進行充分考慮，這樣才能保障系統控制效率的穩定提升。

3.2 制定有針對性的策略，提高PLC 控制效果

將PLC 控制運用到傳統的熱處理設備中，可以進一步強化其系統控制效果，在完成預定動作的基礎上推動系統控制的穩定提高。但是控制系統比較復雜，在對熱處理設備系統控制過程中通過PLC 控制技術的運用能提高控制精準度。基于此，可以將模糊控制以及人工智能等先進技術合理融入PLC 控制中，能夠提高系統反應的速度，確保系統控制精準度和穩定性，以此體現PLC 控制的效果和價值。所以在PLC 控制應用過程中，需要開發出有針對性的控制方法，以提高熱處理設備的管理能力，也能解決后期實踐應用中的維修問題。

3.3 重視動態管理和技術維修

目前，熱處理設備呈現出專業化的發展趨勢，同時該項設備也體現出復雜化的演變特征，因此需要更加關注其智能化的發展需求。根據熱處理設備呈現出的復雜性和技術需求，運用PLC 進行系統化控制。推動石油行業的穩定發展應保障熱處理技術的先進性，以保障產品的安全性及可靠性，提高設備管理和維修效率。但需要關注新功能的需求和算法發展，重視提高PLC 的動態適應性，這樣可以在面對復雜算法時也能提高硬件接口以及處理器綜合質量。因此在進行設備管理和維修過程中，必須關注動態管理這一需求，將各種先進技術運用到PLC 控制中，以動態管理為載體，強化熱處理設備的管理質量，以提高熱處理設備的綜合控制效果，制定更加完善的控制管理方案，以提高設備管理質量，推動控制技術創新發展。

4 結論

熱處理是機械加工過程中的工序，熱處理工藝質量會影響設備的控制精準性，需要對其進行深入研究以提高行業技術水平。PLC 技術的應用可以提高熱處理產品的力學性能，也能減少各項能源的消耗以達到節能減排效果，緩解能源緊張的問題。因此說PLC 控制會在熱處理設備中得到更加廣泛的應用，同時提高設備管理和維修的效率。基于的生產和技術發展情況，在熱處理過程中要嚴格執行技術要求及工序，規范化控制和管理措施，提高系統控制的效率，推動熱處理設備的自動化發展。