PLC在工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用與維護(hù)

鐘衛(wèi)成

摘要：如今在磁芯工廠生產(chǎn)過(guò)程中，若想從根本增加生產(chǎn)效率，強(qiáng)化工程度與生產(chǎn)系統(tǒng)的控制水平，應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中融入PLC技術(shù)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)確保系統(tǒng)運(yùn)行效率與質(zhì)量?；诖?，本文以磁芯工廠燒結(jié)生產(chǎn)為核心，直接提出PLC技術(shù)在其中的運(yùn)用設(shè)計(jì)，繼而指明PLC在工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的維護(hù)途徑，以供參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng);運(yùn)用與維護(hù)

引言：PLC系統(tǒng)因其自身具有系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、適用性和控制能力強(qiáng)、可靠性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工廠生產(chǎn)過(guò)程管理應(yīng)用過(guò)程中，還被廣泛應(yīng)用在其他各個(gè)管理行業(yè)當(dāng)中。因此，對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的PLC過(guò)程管理控制系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)，在推進(jìn)整體工廠實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用管理過(guò)程當(dāng)中的系統(tǒng)性能優(yōu)化和日常管理維護(hù)等各個(gè)方面，展開深入研究具備一定有利價(jià)值。

一、PLC在工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)概況

我司馬鞍山分公司剛建成一條錳鋅鐵氧體粉料全自動(dòng)生產(chǎn)線，采用一套完整的西門子系列自動(dòng)過(guò)程控制管理系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)移動(dòng)控制系統(tǒng)編程軟件組態(tài)系統(tǒng)軟件主要采用了一套完整的STEP7，上位機(jī)移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要采用了一套完整的WINCC。燒結(jié)設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)主要采用目前國(guó)內(nèi)工作穩(wěn)定的成套西門子s7-400系列PLC及其配套的stet - 200系列遠(yuǎn)程主機(jī)操作站等一系列輸入、輸出、模塊和無(wú)線通信控制元件，采用全系列西門子wincc工業(yè)級(jí)可作為移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件HMI移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。主機(jī)使用控制器作CPU417-H，輔助以太網(wǎng)CP443配置專用工業(yè)以太網(wǎng)卡。Cps407可作為移動(dòng)電源模塊。遠(yuǎn)程操作員服務(wù)站、PLC服務(wù)站、工程師服務(wù)站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器遠(yuǎn)程站之間可以進(jìn)行無(wú)線通信，通過(guò)物理連接形成工業(yè)以太網(wǎng)。通信網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)主要采用工業(yè)光纖和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線交換機(jī)等通信設(shè)備。

2.軟硬件設(shè)計(jì)

目前，基于新型PLC的這種燒結(jié)配料生產(chǎn)管理系統(tǒng)，在設(shè)備運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中主要可以分為兩大組成系統(tǒng)，分別稱為是：配料燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)、配料生產(chǎn)系統(tǒng)。在研究構(gòu)建這種燒結(jié)、配料生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，技術(shù)人員均通過(guò)借助德國(guó)西門子e-s7-400系列新型PLC燒結(jié)設(shè)備快速進(jìn)行配料燒結(jié)生產(chǎn)作業(yè)，并一致認(rèn)為通過(guò)利用這種新型分布式i/0布局系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式從而可以快速進(jìn)行系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)布置，從而由此可以有效確保整個(gè)管理系統(tǒng)在燒結(jié)設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行的整個(gè)管理過(guò)程中始終能夠長(zhǎng)期具有較強(qiáng)的分布式可靠和系統(tǒng)擴(kuò)展性。此外，為了設(shè)備能夠快速實(shí)現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)管理系統(tǒng)內(nèi)部信息數(shù)據(jù)處理以及控制信息系統(tǒng)的極大幅度提升，技術(shù)人員主要通過(guò)研究借助新型PLCpu414-2d從而可以快速構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)中樞管理系統(tǒng)。不僅如此，配料、燒結(jié)產(chǎn)品生產(chǎn)管理系統(tǒng)同時(shí)地還能夠與各種以太電和網(wǎng)絡(luò)等軟硬件集成設(shè)備之間進(jìn)行快速無(wú)縫連接，從而由此可以促進(jìn)了對(duì)我國(guó)電子工業(yè)以太網(wǎng)的快速集成構(gòu)建。而燒結(jié)配料生產(chǎn)技術(shù)人員則因?yàn)橥ㄟ^(guò)借助了這種可編程以太網(wǎng)絡(luò)軟件從而可以快速進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)生產(chǎn)管理系統(tǒng)控制資源管理系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，信息系統(tǒng)資源整合共享管理自動(dòng)化以及系統(tǒng)性能的極大幅度提升。

3.網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

傳輸網(wǎng)介質(zhì)材料的選擇跳線連接的基本原則主要是如長(zhǎng)距離環(huán)網(wǎng)采用多層薄膜光纖環(huán)網(wǎng)，單光纖跳線連接環(huán)網(wǎng)之間的切換多膜光纖連接跳線，封閉環(huán)網(wǎng)連接網(wǎng)卡是基于PC機(jī)連接或cp機(jī)無(wú)線網(wǎng)卡使用的光屏蔽crrj45單絞光纜。在兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中分別安裝Microsoft Windows操作系統(tǒng)，為系統(tǒng)中的操作員監(jiān)控站和工程師監(jiān)控站提供當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。當(dāng)前基于C/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)配置系統(tǒng)，可以有效緩解由于系統(tǒng)操作員監(jiān)測(cè)站頻繁在線訪問(wèn)遠(yuǎn)程控制器而導(dǎo)致的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)的不斷積累，并方便以后接入網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)擴(kuò)展。

4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)控制系統(tǒng)控制過(guò)程為全自動(dòng)模式，這種模式下，程序設(shè)計(jì)人員可實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)各儀表的工業(yè)機(jī)器人或正常工作的各種民用電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)工作后的相關(guān)程序進(jìn)行測(cè)量。并完成了一系列人機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖過(guò)程控制和管理動(dòng)作。例如：點(diǎn)火溫度控制時(shí)，以最優(yōu)燃燒比的氣體和空氣實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火控制。通過(guò)自動(dòng)設(shè)定煤氣溫度的數(shù)值目標(biāo)，利用內(nèi)部的自然閉環(huán)控制c/西門子PLC控制軟件塊可以對(duì)煤氣溫度進(jìn)行閉環(huán)控制，通過(guò)自動(dòng)改變?nèi)紵龝r(shí)燃?xì)獾娜紵亢蜌忾T內(nèi)空氣流量的開度調(diào)節(jié)氣門的閉環(huán)控制自動(dòng)開度來(lái)改變?nèi)紵龝r(shí)燃?xì)獾那袛嗔亢蜌忾T內(nèi)空氣的自動(dòng)供氣量，從而實(shí)現(xiàn)氣體溫度的動(dòng)態(tài)平衡控制。燃?xì)庖话闶且兹家妆瑲怏w，相應(yīng)的壓力自動(dòng)控制通過(guò)切斷氣體燃燒氣體的運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的壓力氣體的截止閥，當(dāng)燃?xì)馀c天然氣在高壓或溫度太低，截止閥的氣體自動(dòng)快速切斷閥關(guān)閉，停止供氣，避免發(fā)生重大安全事故。

二、PLC在工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的維護(hù)途徑

1.積極落實(shí)生產(chǎn)監(jiān)管

PLC通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)接口與顯示終端和電子打印機(jī)等外圍設(shè)備相連，顯示外圍設(shè)備作為人機(jī)界面，可以是一種先進(jìn)的嵌入式微處理器和芯片的新型智能顯示設(shè)備，它與PLC外設(shè)連接并組合可完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)電氣控制上的許多自動(dòng)控制端子上的按鈕、選擇開關(guān)、字母無(wú)光手指燈、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控模擬屏和電氣控制柜中大量替換中間驅(qū)動(dòng)繼電器和控制終端驅(qū)動(dòng)排，所有通信操作可充分在各個(gè)通信接口上顯示通信操作鍵和管理控制元件的實(shí)時(shí)自動(dòng)。PLC不僅能使操作過(guò)程更加方便、快捷的對(duì)各種生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而且工藝圖標(biāo)顯示在各種生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和自動(dòng)處理信息中，同時(shí)還可以根據(jù)工藝要求圖標(biāo)實(shí)時(shí)顯示各種生產(chǎn)工藝參數(shù)，以二進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制，其中有四位數(shù)字字符等多種計(jì)算器可實(shí)時(shí)提供。

例如：電機(jī)排氣閥門的閉關(guān)位置開與關(guān)，電機(jī)的排氣開關(guān)位置啟動(dòng)與停止電機(jī)開關(guān)停止，位置變動(dòng)顯示排氣開關(guān)的正常工作運(yùn)行狀態(tài)等。pid各種生產(chǎn)工藝回路材料顏色濃度控制用戶可通迅快速數(shù)據(jù)、棒圖等多種綜合數(shù)據(jù)計(jì)算控制方法，實(shí)時(shí)控制反映磁芯工廠生產(chǎn)過(guò)程中的回路顏色濃度變化，操作過(guò)程管理人員通過(guò)各種生產(chǎn)工藝參數(shù)自動(dòng)控制設(shè)定調(diào)整接口用戶可實(shí)時(shí)控制進(jìn)行各種生產(chǎn)工藝參數(shù)自動(dòng)設(shè)定調(diào)整，通過(guò)使用通迅快速數(shù)據(jù)打印實(shí)時(shí)質(zhì)量查詢查找接口用戶可實(shí)時(shí)咨詢查找任一生產(chǎn)工藝過(guò)程時(shí)刻的所有生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)源并進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，通過(guò)使用通迅數(shù)據(jù)打印保存接口用戶可實(shí)時(shí)打印保存所有與其相關(guān)的生產(chǎn)工藝時(shí)刻生產(chǎn)工序過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)，為今后磁芯工廠生產(chǎn)工藝過(guò)程質(zhì)量管理、各種生產(chǎn)工藝時(shí)刻生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的實(shí)時(shí)采集統(tǒng)計(jì)分析以及管理工作帶來(lái)便利。

2.注重日常預(yù)防維護(hù)

PLC在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)需要控制的實(shí)驗(yàn)室的工作溫度也必須要合適，在常規(guī)工作溫度下的控制系數(shù)必須為：數(shù)據(jù)使用：0-55℃;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：-20℃～ 70℃。在正常安裝相關(guān)的PLC控制元件系統(tǒng)，應(yīng)該盡量避免陽(yáng)光直射輻照，并特別注意的風(fēng)扇和散熱，PLC控制元件相關(guān)系統(tǒng)在正常操作中，要特別注意其有效整體減振、抗沖擊，抗電磁噪聲和抗干擾保護(hù)措施。PLC相關(guān)控制元件系統(tǒng)及其他相關(guān)控制設(shè)備不應(yīng)放置在無(wú)高壓保護(hù)型玻璃外殼的相關(guān)控制柜內(nèi)，遠(yuǎn)離帶高壓源的電源線及相關(guān)設(shè)備，以避免任何電磁干擾對(duì)其進(jìn)行干擾。PLC控制元件系統(tǒng)及其環(huán)境的正常使用必須始終保持清潔，無(wú)任何腐蝕性有毒氣體和任何灰塵。也避免任何灰塵和其他污垢直接積累在任何PLC控制元件。

3.做好生產(chǎn)配料控制

技術(shù)人員應(yīng)基于PLC系統(tǒng)，促進(jìn)自動(dòng)配料控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在這一過(guò)程中，由于原材料的狀態(tài)不同，系統(tǒng)往往采用不同的控制方法。如果原材料的流動(dòng)性很好，技術(shù)人員可以使用減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，減速器配備一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器，為電子皮帶提供引導(dǎo)信號(hào)的電子在工作狀態(tài)。當(dāng)原料流動(dòng)性較差時(shí)，系統(tǒng)采用圓盤秤控制工作。在此操作過(guò)程中，系統(tǒng)通?？刂拼疟P，它的具體操作是通過(guò)PLC控制下料的流動(dòng)，避開停止功能，確保系統(tǒng)可以在任何時(shí)候進(jìn)行停料換倉(cāng)，從而生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際需求。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，在磁芯工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)之中應(yīng)用PLC時(shí)，必須不斷加強(qiáng)對(duì)于過(guò)程控制管理系統(tǒng)的不斷完善優(yōu)化結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并且高度注重安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防性和日常的運(yùn)行維護(hù)性和安全管理，其根本性的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)不僅是進(jìn)一步優(yōu)化與提升工廠應(yīng)用PLC工業(yè)過(guò)程運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)管理軟件系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用管理性能，而且必須始終保證其日常工作運(yùn)行的安全、穩(wěn)定。

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