冶金工业自动化中PLC技术的应用探析

许亮

摘 要：科学技术的发展给各行业均带来了诸多变化，在冶金工业中运用PLC技术对于冶金工业的发展有着巨大的推动作用。通过PLC技术的应用能有效地改善冶金工业的自动化水平，将基于计算机技术与互联网技术的PLC技术应用于冶金工业自动化中，对于生产过程的控制有着不容忽视的作用，并且可增强运行的稳定性，促进冶金工业的发展。文章将对冶金工业自动化中PLC技术的应用进行分析，探讨PLC技术在冶金工业自动化中的作用，并对其发展前景进行论述，以期促进PLC技术在冶金工业自动化中的优化及应用。

关键词：冶金工业；自动化；PLC技术

随着冶金工业的发展，自动化水平的提高也显得越来越重要。而科技的发展为这一目标的实现提供了契机，PLC技术的应用能给冶金工业自动化的进一步提高提供技术支持，促进冶金工业自动化水平的提高。但在PLC技术的应用过程中，由于在设备应用上重视程度上的差异，因而PLC技术的应用水平也不尽相同。目前，仍然有相当多的冶金工业并未真正的将PLC技术利用好，PLC技术应用的广度与深度尚且有待提高。

1 PLC的构成

PLC实质上是一种基于计算机技术发展而来的工业控制装置，主要在逻辑控制、数据处理等方面有着突出的作用。随着PLC技术的发展，PLC已成为自动化的三大支柱之一，在工业控制中相当普及。而PLC主要是由CPU、电源、存储器、I/O电路及接口电路组成如图1所示，其中最主要的是CPU（中央处理器），对于逻辑及数学运算有着重要的作用，可以协调整个工作的运行。而存储器主要是存储系统的监控、逻辑变量、信息存储、用户程序等；电源主要是由掉电保护系统及备用系统构成；接口电路主要是由键盘和显示接口相连接、I/O接口与通信接口相连接构成的现场设备及外围设备；最后输入电路可以将输入信号进行隔离和电平转化，输出电路可以将输出的结果进行放大与电平转化，从而对现场设备进行驱动[1]。

2 PLC的应用

2.1 控制开关中的应用

PLC技术的应用已遍及多个行业，在钢铁、石油、化工、机械制造等方面都有所应用。在具体的PLC技术应用中，控制开关的应用最为基本。在过去的开关控制中应用的是继电器逻辑控制电路的方法，但随着科技的发展，已逐步被开关逻辑控制所取代。基于PLC技术的开关逻辑控制能实现数字量控制与顺序控制，因而使得开关的控制能更高灵活，无论是对单台设备的控制还是多机的自动控制都方便有效。

2.2 闭环过程控制与运动控制

PLC技术能在应用的过程中用模拟量模块实现模拟量与数字量的转换，从而在主机系统中应用不同的控制算法程序对模拟量进行处理，完成闭环过程控制。而在运动控制中，PLC技术的控制运用途径较多，不论是在圆周运动中还是在直线运动都能进行有效的控制，因而在许多领域中都能得到广泛的应用。但在通常情况下PLC技术应用的是可驱动步进电机及伺服电机中的单轴或多轴位置的专用运动控制模块。

2.3 数据处理及通信联网中的应用

在冶金这种大型的工业生产中，数据处理的效率是提高生产的重要方面。PLC技术能利用矩形运算、函数运算、逻辑运算、排序、查表等对数据进行采集、分析与处理，提高数据处理的效率。通信联网的发展使得PLC技术的应用已突破了时间与空间的局限，在运用的过程中能实现远程通信、监控及维修等，进一步提高智能化、自动化水平。

3 冶金行业中的具体应用情况

3.1 炼铁除尘中的应用

在冶金工业中对于PLC技术的需求主要体现在产品的性能、安全性能、扩展的灵活性及维护方面。PLC作为冶金行业的主控系统，在钢铁生产中的多个环节都要用到PLC技术，在采选矿、烧结、铸造、等方面都有所应用。在具体的应用上，可以除尘站的利用为依据，除尘器主要由控制柜、水箱、压力罐、空压机和水泵构成，运用PLC技术可以对水箱中的水位、水温、压力、电磁阀门的开关进行自动的控制。在运行的过程中用水泵将水箱中的水抽到水管中，并用压力罐将水压出形成高压水柱，最终将灰尘洗净。因而在整个的冶金工业自动化中PLC技术的应用已相当普及[2]。

3.2 电动机变频调速中的应用

随着PLC指令系统的优化，在电动变频调速的控制中主要是利用PWM对电动机发出指令，这种控制不仅在接收信号下能控制电机的运转还能对电机进行调速，从而满足高炉除尘风机的工艺要求，如图2所示。在高炉中出铁场的除尘系统就具备PLC的这种功能，在高炉出铁的时候，在炉台前安装的红外感应器就会给PLC发出高温信号，而后对这种信号进行自动的处理将其传输给变频器，在变频器发出的指令下，除尘机电机就能在工频下自动地工作将粉尘吸出；而在出铁完成后，铁场红外测温器将给PLC发出低温信号，改变运行的频率，在低频状态下运行，继而避免无论在出铁与否的状态下都处于工频的高耗能情况，达到节能的目的，降低工业生产成本。

3.3 电气自动化控制中的应用

钢铁企业属于高耗能企业，在生产的过程中，环境相对比较恶劣，不论是对人体健康还是对机器设备都会造成一定危害。由于生产环境中的金属粉尘多，而腐蚀性气体也会出现泄露的情况，在这种情况下传统电气的连接线常会因为腐蚀作用产生故障，常导致电路的短路、开路、接地等问题。同时，在电控盘之间的电控连接线上，线路一旦出现问题，会给维修造成很大的困难，因为控制线路一般较长并且线路复杂，维护量也较大，会给安装和调试带来不便，浪费大量的人力物力。而运用PLC技术可以解决传统电气连接线上的线路问题，PLC中的存储器可以用于内部程序的存储，在逻辑运算、顺序控制、定时、计数等方面能直接给出指令，从而在数字化的模拟输入或输出中控制各种类型的生产设备与生产过程，达到自动控制的目的，这种自动化的控制不仅方便有效，还有助于提高控制的效率，节约大量人力物力的支出，降低生产成本[3]。

3.4 配料系统中的应用

在冶金自动化生产线中的自动配料系统主要是在配料的过程中针对不用的物料进行输送、配比、加热、混合等，从而完善配料流程，在钢铁冶金的应用相当普及。但在物料配比中对于材料的配比控制却是一大难题，其原因就在于不同的状态下，控制的情况也存在较大差异。在手动的状态下，不仅要根据生产的情况计算各种物料的配比，还要根据配比计算出具体物料的用量，并对设备进行设定，由此完成配比的工作。但是，一旦生产配比的参数发生改变或生产设备发生变动时，又需要对设备进行重新的设定，而这时又需计算各种物料的配比及用量，因而整个的操作流程繁琐复杂，准确性不高，并且会给工作带诸多的不便。而使用PLC技术，可以使用变频调速喂料机构以及配料控制软件包，从而完成物料的传送、配比控制、数据管理等工作，并通过网络将多个配料系统进行集合控制，实现高效率的控制。PLC技术的应用，有利于提高配料的效率，提高其配料的准确性，在各种恶劣的环境下进行自动化的操作，具有抗干扰能力强的特点，并且可以大大减少人力的投入，保障生产环节的高效、安全。

4 PLC技术在冶金工业自动化应用中的前景

在国家高速发展的建设时期，钢铁的需求量仍在不断地增加，因而实现生产的自动化，提高生产效率将是钢铁行业的现实需要。PLC技术在冶金工业中的应用对提高自动化的生产有着重要的作用，而在未来不论是运用微小型的PLC，还是大型的PLC ，在自动化的控制上均将会进一步提高，并且将综合更多的应用功能，使PLC技术的应用能更加广泛，在实际的运用中把整个的自动化控制网络进行连接，大大提高自动化控制水平。

5 结束语

PLC技术在冶金工业自动化中的应用优势可谓是有目共睹，对于实现冶金工业的高效、安全生产具有重要作用。因而在冶金工业高速发展的当下，应当针对PLC技术的应用优势及冶金工业的生产特点，提高冶金工业的自动化生产水平。在具体的生产过程中，要优化冶金工业的工艺线，促进生产设备技术水平的提高，并对PLC技术的应用给予重视，从而促进整个冶金工业的可持续发展。

参考文献

[1]秦斌，李涛.PLC在冶金工业自动化中的应用浅析[J].大科技，2014（25）：277.

[2]吕红芝，曹建东，汪文捷，等.PLC在工业自动化控制中的应用论述[J].山东工业技术，2014（2）：19+114.

[3]王丽娟.浅谈PLC技术在工业自动化中的应用[J].商，2012（15）：241.