PLC技术在冶金企业电气自动化控制中的实践探究

李德英

（湖南信息学院 湖南 长沙 410151）

1 引言

可编程控制器（Programmable Logical Controller，PLC）是以微处理器为核心，结合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种通用自动控制装置，广泛地应用于机械、冶金、能源、化工、石油、交通、电力、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、建筑、商场等各行各业，已跃居工业自动化三大支柱的首位。

2 PLC技术概述

PLC技术已非常成熟，具有可靠性高、抗干扰能力强，丰富的I/O接口模块、运行速度快、功能完善、编程简单，易于使用、易于升级改造、维修与维护方便，性价比高等优点。随着远程I/O设备和通信网络、大数据处理以及图象显示技术的发展，PLC与触摸屏、变频器组成的电气控制系统因具有操作直观、信息量大、控制功能强、调速方便等优点，已成为自动控制系统的重要组成部分，在冶金企业工业生产中得到广泛的应用。PLC的工作过程如图1所示。

图1 PLC的工作过程框图

3 PLC在冶金企业电气自动化控制中的应用

传统的继电器-接触器电气系统接线复杂，故障率高，不利于扩容。与之相比，PLC电气控制系统硬件接线简单，只需要对系统的程序或参数进行更改，便于维修与升级改造，且因采用光电隔离技术，现场抗干扰能力强，可靠性高，运行速度快。近年来，冶金企业随着PLC技术的推广应用，工业自动化水平显著提升。尤其是PLC与计算机通讯技术的有机整合，确保整个工业链运行保持在稳定状态下，促进了冶金工业快速发展。PLC主要在以下几个方面：开关量逻辑控制、运行控制、闭环过程控制、数据处理和通信连网。

（1）轧钢生产线

在钢铁行业中，不论是冷轧生产线，还是整卷钢板的开卷、剪裁、再卷，这些生产过程都会对操作人员造成伤害。所以，必须采用安全保护和控制设备，来减少机器的风险，保护人和机器的安全。

PLC通过I/O接口模块和远程I/O适配器建立串行通信链，变频器读取各项数据，监视设备的运行状态，并将数据实时传送到PLC中，连铸机的电气系统实现了传动设备的远程网络实时控制，使PLC对变频器的驱动实现了网络化数字式控制。通过采取PLC系统对轧钢生产线自动控制的应用，可以确保生产的高效运行。

（2）高炉炉温控制

加热是冶炼过程中必不可少的重要环节，加热操作直接影响着钢材的质量和效益。热电偶温度传感器将炉内的温度转换成电信号传递到PLC输入端，经过A/D转换的电信号，通过PID算法，PLC准确地控制加热时间、调节电机的电角度，调节煤气阀门，加热开关以实现对高炉炉温的准确控制。

（3）布袋除尘

在钢铁的冶炼过程中产生的大量粉尘散入空气中，不仅污染了环境，还可能使冶炼工人患吸肺病。布袋除尘系统由于其除尘效果好而被钢铁生产部门普遍认同和广泛采用。利用PLC开发出效果良好，经济实用的布袋除尘自控系统。

（4）污水处理

冶金企业废水污水比较多，可采用PLC控制的污水处理控制系统，采用WinCC软件完成上位机的组态，操作人员通过上位机运行界面可以直观的了解现场污水处理工艺参数和设备运行情况，也可以根据实际生产需要发出控制指令，由PLC根据程序进行过程控制。将流量、压力、液位、动态工艺流程图进行显示、还可以修改工艺参数设置、报警提示、数据归档。

（5）变频调速

冶金企业的行车、水位控制等都要使用三相异步电动机，经实际应用证明，变频调速系统起动平稳、过载能力强、运行可靠、维修量小且节能显著。在冶金企业中，用PLC的输出端带变频器，变频器带电动机，将电动机转速检测出来反馈给PLC输入端，实现对电动机无级调速，达到节能减排目的，提高工业生产有效性。

4 PLC技术冶金企业应用的前景展望

随着计算机综合技术和信息技术、互联网技术飞速发展，工业自动化领域范围不断延伸，PLC主要朝以下几个方向进展：

（1）网络化和数字化

PLC厂家在原来CPU物理层接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，提供完整通讯网络。现场总线技术及以太网技术也同步发展。

（2）开放性和互动性

基于国际标准的开放设计，与第三方软、硬件的技术融合，PLC的功能更加增强，应用范围更广。

（3）人机界面

PLC制造商大大开发组态软件，软件和硬件的结合，提高了系统的性能，更易形成人机友好的控制系统。

（4）巨型化、微型化

向下将多个PLC与远程I/O站点相连，向上与工控机或管理计算机相连构成整个工厂的自动化控制系统。小型PLC将由整体化结构向模块化结构发展，系统配置灵活，功能得到进一步提升。

5 结语

综上所述，PLC具有抗干扰能力强、性价比高、灵活、高效等优势，在冶金行业得到广泛应用。随着科技的进步，并将越来越优化，越来越普及。