探討中厚板軋機電控系統中PLC技術的應用

王 極

（河鋼唐鋼中厚板材有限公司，河北 唐山 063000）

計算機信息技術的應用為鋼鐵企業的生產提供了巨大的支撐作用，在冶金生產流程中合理應用信息處理技術，可以起到提高生產效率、保證生產安全、提高產品質量的作用。其中又以PLC 技術（可編程邏輯控制系統）的應用最為廣泛，其不僅具有較高的可靠性和穩定性，而且還具有編程直觀、功能全面、適用范圍廣、接口豐富等實際應用方面的優勢，其在冶金軋鋼設備電控系統中合理應用是促進冶金行業長期發展的重要保障。

1 應用PLC 技術的重要性

冶金工業是國家工業體系的基礎，在國家的發展過程中有著十分重要的戰略性作用，我國作為工業大國，尤其是在產業升級的大背景下，提高冶金工業整體水平，對于我國的發展有著十分重要的作用。結合當前冶金行業的現狀以及未來規劃進行分析，可以看出冶金行業在其生產過程中產能和質量受到多種因素的影響，其中又以設備的影響最為明顯，冶金設備在很大程度上會限制工藝的設計以及物料的加工。軋機是冶金工業中最為常見的加工設備之一，通過與傳動、制動、安全等設備的協同操作，完成軋鋼過程中最為關鍵的工作，軋機設備的應力承載力十分復雜，一旦設計或者使用過程不合理，就會導致中厚板產生質量問題（變形、開裂、厚度不均等情況）。軋機在工作過程中需要處理多方面的工作，調整的參數十分多，且各個參數之間還存在一定耦合左右，其中構件受力狀況、應力范圍都是其中的重點內容。通過應用PLC 技術可以建立一套完善的可編程的邏輯控制系統，進而達到降低設備體積、系統控制自動化，降低故障率的目的。[1]

2 PLC 技術在中厚板軋機電控系統中的應用

PLC 技術的應用包括以下幾個方面：

2.1 PLC 技術的確定

PLC 技術在實際的應用中可以系統性地分為以下幾個部分：基本單元、擴散單元。其中擴散單元又包括擴散和特殊功能等模塊。在確定PLC 技術應用時，需要綜合考慮控制系統的在生產流程的循環性要求。這里以特殊功能模塊來分析，其在功能層面具有輸入模擬量、高速處理信息等功能，實現依靠編程器電控系統的控制，需要對PLC 程序進行編程，以一個現有技術為例，其輸入60 點，內存值4K。

2.2 PLC 技術結構框架

電控系統中PLC 技術的輸入點為60，輸出信號為50，將各類傳感器與PLC 控制器電連接，將傳感器開關作為輸入端，PLC 控制器采集傳感信息，并對其進行分析，然后經過設計好的時間、工藝順序等計算邏輯進行調整，向設備發送動作命令，實現對設備的精準控制。

2.3 邏輯軟件設計

通過應用PLC 技術還可以起到保障生產效率的目的，通過PLC 控制器控制變頻電控系統，可以滿足生產過程對于加速、減速、保護等諸多速度方面的需求。具體操作流程如下：首先，用兩臺并聯的直流調速裝置供電；然后，操作臺控制速度，并將信號輸送至輥道的CPU 內，CPU 根據實際情況調整電機的轉速。運用DP 網絡控制勵磁系統裝置，當其處在基本速度范圍之內時，通過設置額定電流的方式，以基本速度的實際數值，進行弱磁調節。

2.4 系統監控和操作

在電控系統中監控的作用十分重要，操作人員通過監控界面可以了解到系統運行的實際情況，并對相關的運行參數進行記錄和儲存，這樣不僅可以實現對系統運行的檢測，各類信息的儲存也為后期的故障處理提供的數據支撐。操作人員在主界面不僅可以了解到當先的生產狀態，還能對生產參數進行調整，結合鋼材的特性、產品參數以及軋制工作的各項數據，及時的調整速差等設備參數，降低了操作人員的勞動強度，提高了工作效率。

3 PLC 技術的應用案例

結合實際應用案例，對PLC 技術的應用效果進行進一步分析。PLC 技術在中厚板軋機電控系統中的中應用，可以實現對咬鋼速度、垂直和軋制道次數、水平輥道等參數進行調節，此外，還能在系統運行過程中起到自動投用和消除速差的作用。

3.1 核心控制功能

在冶鋼企業生產5-7mm 規格的鋼板的實際應用中，對中厚板軋機電控加入了PLC 技術，使其核心控制功能具有了以下控制能力：

圖1 PLC 控制系統原理示意圖

首先，5-7mm 規格鋼板的生產流程中對于道次數有著相對特殊的要求，通過應用PLC 技術能夠實現監控軋機的狀態的功能，能實現過程控制。具體是在三個道次上進行了監控分別為：坯料運輸前、坯料到軋機前、產品運輸到空過架。通過監控在很大程度上降低了故障的發生概率，保證了生產過程的穩定性。

其次，通過PLC 技術的控制系統還可以結合扎件的實際加工情況，控制軋鋼的溫度，進而控制坯料運輸到軋機前這一道次。在溫度降低時，系統需要對生產流程中的待溫程序進行控制，通過PLC 技術可以根據加工件的長度設置合理的待溫區域。此外在軋制過程中，還能利用伺服系統控制道次的軋件長度，根據軋道的位置調整其運行速度。

最后，中厚板軋制的主要參數包括：輥縫、道次、速度以及彎道力度等，在確保這些參數合理的前提下，才能實現冶金生產的效率和質量。在這其中，速度對于軋制道次的影響最為明顯，利用伺服系統對咬鋼速度、加速時間、軋制時間等進行控制，設置合理的參數，進行軋制，就能實現對軋制道次的科學控制。

3.2 其他方面的功能

PLC 技術的應用還能對中厚板軋機實現其他的功能，主要包括以下幾個方面：第一，咬剛速度的限制。由于操作人員的操作習慣、經驗等都存在一定的差異，因此在實際的生產過程中，中厚板的板型也會出現一定的區別。此外及時在生產同一個鋼種時，其控制過程在細節層面上也存在諸多區別，此時就需要操作人員根據產品特性以及生產的實際情況進行調整，而通過應用PLC 技術，不僅可以減少系統誤差，還可以降低操作人員的勞動強度，提生產效率；[2]第二，應用PLC 技術還具有自由投用和切除速差的功能，利用這兩個功能，可以保證控制系統安全，平衡生產負荷、優化生產技術和工藝，進而降低生產成本，提高產品質量。

4 結語

綜上所述，在中厚板軋機電控系統中應用PLC 技術的優勢不言而喻，筆者結合切身實踐，對PLC 技術的確定、PLC 技術結構框架、邏輯軟件設計以及系統監控和操作等方面的應用進行了介紹和分析，通過PLC 技術能夠有效地控制咬剛速度、切除速差，進而提高企業產品競爭力。