基于自动化控制技术的热轧监控系统设计

屈尔庆

摘要：监控系统是热轧生产的重要环节，关系到冶金企业的安全生产。本文以井下热轧生产系统为研究对象，分析了热轧生产脱离自动化控制技术的危害，提出了基于计算机、自动化控制的监测系统。重点阐述了该系统中的传感器原理、可编译控制器控制方案和计算机软件控制流程。该设计为冶金生产的安全工作提供了可靠保障。

关键词：自动化控制 井下运输 带式输送机

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0021-02

冶金热轧生产自动化控制设备是生产的关节，易于实现自动控制、运行效率等特点。但冶金生产常常伴随生产故障现象，导致了生产不能顺利进行，给冶金带了极大的经济损失和安全隐含，因此，对生产设备进行有效的监控是保证冶金生产的重要工作。

1 冶金生产监测方案

本文根据国内众多热轧生产检测方法，选择计算机软件控制+可编译控制器+红外光电传感器对冶金生产进行监测。

2 监测系统设计

如图1所示，监测系统硬件部分由人机界面、报警装置、可编译控制器单元、光耦隔离电路、信号采集电路、红外光电传感器阵列。在迎合冶金自动化、自动化控制设计思想基础上，实现现代化监测单元，将传感器的智能化优势发挥到极限。

2.1 传感器原理

如图2所示：热轧生产用光电传感器属主动式光电探测系统电子传感器，具有脉冲调制功能。该传感器使用红外光，可无损伤、非接触检测和控制各种烟雾、柔软体、黑体、透明体、液体以及固体。本系统将光电传感器分为受光器和投光气。

2.2 数据采集电路

本文设计了数据采集电路来监测传感器光敏件输出电信号变化（如图3所示）。该电路包括模/数转换电路、采样/保持电路、信号调理电路和其他电路。其中模/数转换电路包含U/F转换器、A/D转换器等，信号调理电路包含抗混叠滤波器等，其他电路包括控制逻辑、总线接口电路和定时器和计时器。输入数据采集系统的一个基本输入信号包括控制逻辑电路CL、模/数转换电路A/D、采样/保持电路S/H和信号调理电路SC。

2.3 逻辑控制单元

逻辑控制单元即PLC单元，采用五个数字量输出点和八个数字量输入定的TRQ-WW150型PLC可编译控制器。具有可靠性高、性能稳定、算法灵活、功能强大等特点，尤其适用于冶金生产的恶劣环境，而且和地面中心自动化控制网络连接很好，集成便利、安装灵活、结构小巧，尤其适合设备布置紧凑等区域。

2.4 监测系统计算机软件设计

基于自动化控制的监测系统软件单元由报警输出程序、故障显示子程序、自诊断程序、逻辑判断主程序以及初始化程序组成，如图4所示结构图。

3 输送带监测系统实验测试

按照受光器和投光器的不同距离，在光照度为10000lx条件下对该系统进行测试。如图5所示，为随着时间变化，传感器光电流输出变化曲线，其中报警点为设定的三个标志点。由此看出，随着使用时间的增加，传感器光敏元件产生的光电信号逐渐增加，同时信号随时间延长逐渐减弱。在相同环境下，传感器正常工作时间随着接收器和发射器之间距离的缩短而延长。通过实验可知，对于冶金复杂的电路和监控环境来说，该系统具有两种输入电压等级。基于计算机和自动化控制的监测系统传感器具有抗噪声干扰能力强，光电流水平稳定等优势。该系统在井下够浓度煤尘环境中具有穿透能力强、硬检出距离大、连续工作时间长的特点。

4 结语

结合了计算机和自动化控制的热轧生产故障检测系统是一种全新的冶金自动化技术。这个系统及装置可靠性高、误动作次数少、抗干扰能力强。

参考文献

[1]秦邦振，秦杰，葛春喜.基于PAC的冶金主扇风机远程综合监控系统[J].冶金自动化，2010（12）：25-26.

[2]李小燕，王喜军.冶金电力系统智能控制单元的分析及设计[J].冶金技术，2011（5）：33-34.