冶金自动化PLC控制系统的设计

郭润梅

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730000）

在冶金自动化当中应用PLC控制系统，能够模拟人类思维活动过程，从而智能化的控制冶金自动化控制系统。PLC控制系统中，具有较广的涉及范围，其中体现了仿生控制系统理论、信息控制理论、计算机信息技术、哲学等多学科的理论和技术，是一种复杂的系统。利用PLC控制系统，能够对人类手工活动加以替代，进而实现冶金自动化系统智能化控制，提高工作效率和工作质量。

1 PLC控制系统的构成配置

PLC控制系统一般是西门子S7-300/400系统，利用微机硬件技术及软件系统，能够有效控制数据和应用算法，进而完成工作任务。PLC控制系统硬件配置方面，采用了2套PLC柜体、1台网络打印机、1台工程师站，另有2台互为冗余的控制站。2套PLC柜体是下位机，在冶金自动化生产中，应用于汽轮机主机与辅助机器中。控制站中包括I/O模块、冗余模块、电源模块、S7-400控制处理器、以外网接口模块等。1台工程师站、2台控制站是上位机，采用了Windows XP sp3操作系统、19LCD显示器、双网卡、320G硬盘、4GB得RAM，2.8GHz的Intel CPU。PLC控制系统软件配置方面，1台工程师站采用了FIX6.15开发版监控软件，2台控制站采用了FIX6.15运行版监控软件，控制站采用了STEP 7 V5.5 SP2编程软件[1]。

2 PLC控制系统的控制功能

PLC控制系统应用前，应初始化处理数据系统，通常在控制系统中运行，或是在精密点检之后运行，或是在系统出现重大故障后，重新启动时进行初始化处理。在初始化处理过程中，主要流程是对过程设备状态及条件信息进行读取，对设备当前状态、工艺流程图等加以显示，将全部计数器和定时器清零，自动设置设备操作方式为手动模式，操作人员通过手动操作处理，将设备调整到指定的状态和方式。操作员对各个设备的运行状态进行检查，核对运行条件，进而将操作方式调整到正常运行模式[2]。

操作员确认正常后，将程序从手动模式开始运行，待正常运转后，切换到自动模式运行。选择操作场所的过程中，需要在PLC中控制的设备，在机旁操作箱设置了远控/近控权限选择开关。如果选择近控的操作地点，将开关调到近控的位置，通过机旁操作箱的操作按钮、操作指示灯，控制设备启动或停止。如果选择远控的操作地点，将开关调到远控的位置，通过中控室设置的PLC控制站实现远程操作。在PLC控制系统控制过程中，如果有1台控制站出现故障，另外1台控制站就会将报警信号发出，同时对故障报告打印。操作员通过正常工作站操作，指导故障排除。在PLC系统发生冗余板卡故障、CPU故障、通信故障等故障时，将会向冗余板卡、冗余CPU、通讯链路等冗余设备切换，同时操作站又对报警信号发出并且对故障报告进行打印。对于非冗余板卡故障，对报警信号发出，通知专业人员将故障修复。

3 冶金自动化PLC控制系统的设计

3.1 系统优化设计

在冶金自动化控制过程中，对PLC控制系统进行应用，能够实现人工智能系统先进理论技术，以及相关工作实践经验的良好融合。

在以往的冶金作业中，也对自动化控制加以运用，而主要应用的设计方式，就是根据实际工作经验，对控制系统进行设计。但是这种设计方法，缺少先进系统的理论基础支撑，因而在实际工作当中，可能会出现一些故障问题，无法有效的解决。

而应用PLC控制系统之后，使得冶金自动化控制系统设计得到了进一步的优化。应用了先进的计算机科学技术等，使得产品设计到成型之间的时间大大缩短，冶金自动化控制效率和质量也得到了良好的提高。

3.2 故障诊断设计

在冶金设备运行当中，通常会出现的故障问题，一般都具有非线性特点。

因此，对于冶金自动化控制系统来说，在冶金设备故障诊断及维修方面，就面临着更大的难度。基于这样的情况，将PLC控制系统应用到冶金自动化控制系统当中，能够使冶金自动化控制系统检索效率得到提升。

通过应用PLC控制系统的神经网络结构、模糊逻辑算法、专家系统等，能够对冶金设备当中发生故障的位置更好的确定，从而使冶金设备故障诊断、故障维修效率得到提高[3]。

3.3 智能控制设计

将PLC控制系统引入到冶金自动化控制过程当中，是在当前科技不断发展进步的背景下，冶金工业发展的一个重要趋势和方向。

通常来说，将PLC控制系统应用到冶金自动化控制过程中，主要是应用PLC控制系统中的神经网络结构、专家系统、模糊算法等相关功能。此外，在冶金自动化系统当中，对于PLC控制系统的应用，主要体现在几个不同的方面。利用PLC控制系统，能够有效的实时监测冶金设备运行情况和监督管理，准确分析冶金设备中相关数据参数，有效管理控制系统运行及功能，及时记录分析冶金系统运行中发生的故障等。

4 小结

在当前的工业领域中，随着科技的不断发展进步，很多先进的技术得以应用和推广，使得工业领域发展取得了极大的进步。

冶金是工业领域中的一个重要分支，在冶金行业中应用先进技术，实现冶金自动化，对于工作效率和工作质量的提升，都有着重要的价值。PLC控制系统是一种先进的控制系统，将其应用于冶金自动化中，能够取得十分理想的效果。因此，对于PLC控制系统的构成和配置应加以明确，结合其控制功能，根据冶金自动化实际需求合理设计，从而发挥出更好的应用效果。