冶金工业自动化中PLC技术的应用及相关问题解读

冶金工业自动化中PLC技术的应用及相关问题解读

徐湘华朱庆轩

(天津钢管集团股份有限公司天津市300301)

摘要：在国家科技力量不断提升的过程中，自动化建设是现代工业发展的最新需求，需要对其加强重视。本文首先分析PLC系统的构成和应用优点，然后进一步探究在实现自动化建设过程中PLC技术的具体应用，最后探究在应用PLC技术时需要注意的相关事项。

关键词：冶金工业；自动化；PLC技术

引言：

国家经济的不断发展对我国冶金工业提出更高的要求，在此过程中，科学应用PLC技术能够使其工业发实现更高程度的自动化建设，进一步推进我国工业发展，为了进一步明确在冶金工业实现自动化建设过程中如何更为有效的应用PLC技术，特此展开本次研究。

一、PLC技术

（一）构成

就本质而言，PLC技术需要以计算机技术为基础，在数据整理和逻辑控制方面具有较大的应用价值。在新形势影响下，PLC技术的发展速率较快，逐步成为自动化技术的重要构成，在工业控制过程中，得到了较为普遍的应用。通常情况下，PLC主要是有转换电路，CPU，存储器接口，电路，电源共同构成。其中CPU最为关键，在进行数学运算和逻辑控制过程中具有极其重要的现实意义，在一定程度上影响PLC运行的协调性。而存储器具体包括逻辑变量，信息以及系统监控的存储。掉电保护系统和备用系统在构成电路过程中具有基础性意义。在应用接口电路时，通过有效连接显示接口和键盘，以及IO接口和通信接口，进一步形成现场设备与外围设备，通过有效利用电路，能够进行相关信号的合理输入，进一步实现电平转化。而输电路它主要作用在于放大输出结果，同时在一定程度内转化电平，确保能够更为有效的启动现场设备。

（二）优点

首先在进行工业自动化生产过程中，相对于一般计算机而言，PLC技术的合理应用能够在很大程度上减少电子连接线路，确保在维修计算机系统时具有更高的便利性。与此同时，在线路上进行的机械能操作主要是指程序的输入和更改。在设计程序过程中，PLC技术设计了多种语言，相关工作人员可以自主选择。同时PLC系统能够确保设备在发生故障时进行自我诊断，大大降低维修工作难度。如果运行系统出现故障，内部系统可以对其进行自我排查，确保维修人员能够迅速找到故障点。

二、PLC技术在冶金工业自动化中具体应用

（一）精加工自动控制系统

在冶金行业内，PLC技术已经逐步成为主控系统中的重要组成，具有较多环节需要应用PLC技术，以天津钢管集团股份有限公司管加工部4#套管生产线为例，在对钢管进行精加工的过程中就使用了多套PLC系统。从钢管上线开始就有一套PLC系统负责将钢管通过运输链条、辊道、翻板等设备运送至不同的精加工设备。这套PLC系统可以通过一个或多个联络信号与其它精加工设备的PLC系统相连，进而组成一个更大的PLC系统。每个PLC系统都可以根据与之相关的其他设备的PLC系统所发出的联络信号来判断每根光管所处的状态以及将要进行工序，从而实现了钢管从进料到一系列精加工，最后到下线出厂的全自动化控制。

（二）配料系统

在冶金自动化生产过程中，自动配料系统是其重要构成部分，在进行具体工作过程中，可以对不使用的物料进行有效输送，配比和加热，确保科学完善配料流程，在钢铁冶金领域具有较为广泛的应用，科学引进PLC技术，能够有效降低工作难度，进而确保其准确性，科学应用变频调速集合控制配料系统，确保控制工作的高效性[1]。通过科学应用PLC技术，能够在很大程度上提升配料效率，确保配件工作具有更高的准确性。与此同时，在任何环境下都可以进行自动化操作，具有较强的抗干扰能力，从而大大降低人力投入，确保生产环节具有更高的安全性。

（三）电气自动化控制

通常情况下，钢铁行业需要消耗大量能源，因此在具体生产过程中，现场环境较为恶劣，会在很大程度上影响机械设备和人体健康。在生产环境内具有较多的金属粉尘，如果出现腐蚀性气体泄露现象，传统电器连接线受到腐蚀作用出现一定程度的故障，接地问题，短路问题和开路问题是最为常见的故障问题，加大了维修工作难度。一般而言，控制线路具有较为明显的复杂性，线路也普遍较长，导致在进行具体维修作业时具有较大的工作量，进而在很大程度上影响安装工作和调试作业，浪费物力资源和人力资源。通过科学引入PLC技术，能够有效解决传统电气连接线应用过程中可能出现的各种问题，同时PLC所具有的存储器能够进一步保证内部程序存储作业。可以在顺序控制技术和逻辑运算等多个方面进行相关指令的直接发送，同时能够有效控制实际生产过程，确保能够更为高效的实现自动控制，保障控制工作更为高效，对人力成本和物力成本进行有效控制，有效减少企业生产成本。

（四）电动机变频调速

在不断优化PLC指令系统过程中，通过应用PWM向电动机发送指令，确保电动变频调速控制可以在接收信号的同时控制电机运转，从而实现电机调速，使其更好地满足高炉除尘风机工作需求。在高炉出铁场除尘系统内科学引入PLC技术，能够确保在出铁时，可以在炉台前安装红外感应器，向PLC发送高温信号，随后进行自动处理，将变频器传输处理信号，除尘机在接收到变频器指令之后需要在特定规定内进行自动化工作，同时将设备内部的粉尘吸出。在完成出铁任务之后，铁厂红外测温器会向PLC系统进行低温信号的发送，进行运行频率的合理改变，确保在低频状态下进行作业，有效控制能源消耗，进一步降低生产成本，实现工业节能

三、PLC技术应用注意事项

在进行冶金工业生产过程中，PLC技术具有一定程度的稳定性，能够在很大程度上保障工业自动化。就目前具体应用而言，我国PLC技术得到了不断的发展，具有较高稳定性。但是与此同时，PLC具有极为广泛的应用范围，长期面对恶劣工作环境，因此需要对其干扰，震动，湿度，强度等因素进行综合考虑，并以此为基础给进设计工作和保护，为PLC系统的进一步运行建立良好的工作环境。

首先分析温度控制，在进行具体工作过程中，PLC对于温度具有一定的要求，通常需要将其控制在0摄氏度到55摄氏度之间。基于此在安装PLC时需要对其散热因素充分考虑，尽量规避包括太阳能在内的其他热源，同时还需要确保不要放置在发热设备下。如果工作环境温度超出设计要求，需要对其进行制热设备和通风散热设备合理安装，同时还需要进行散热空间的有效预留，确保能够对其工作温度进行更为有效的控制，保障PLC系统运行的稳定性。与此同时，在PLC系统内部，存在部分对环境湿度极为敏感的元部件，如果工作环境内湿度过高，会在很大程度上影响原部件绝缘性，进而导致系统运行稳定性无法得到有效保障，甚至出现元件故障，因此需要进行工作环境湿度的有效控制，确保不能超过85%[2]。

虽然PLC系统稳定性普遍较高，但是辐射干扰，引线干扰和内部干扰依然会对其造成一定程度的不良影响。在工业自动化进程中，引线干扰在目前应用中最为严重和普遍，相关部门必须对其进行科学控制。

四、结束语

在冶金工业自动化中应用PLC技术时，管理部门需要对其进行更为有效的控制，及时分析PLC系统内存在的不足及其产生原因，对系统功能进行不断改进，确保能够实现监督管理质量的有效提升，进一步保证生产过程的系统性，稳定性，可靠性和安全性，确保在对生产线进行电气化管理时，具有更高的社会效益和经济效益，有效推进冶金行业运行建设，为国家经济建设的有效提升奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]蔡成闻,杜玉红.PLC在冶金工业自动化中的运用研究[J].江西建材,2017(15):280-280.

[2]马孟雷,段玥彤.PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用[J].现代工业经济和信息化,2018,8(2):68-69.