冶金自动化PLC控制系统的设计

王克亮

摘要：随着科学技术的迅速发展，基于计算机技术和互联网技术的PLC控制系统也开始逐步的应用于社会的各个领域范围之中。在冶金领域引进PLC控制系统，可以有效的优化控制的过程，提高运行的可靠性，降低企业的资金投入，提升冶金自动化工作效率。针对此情况，本文将举例分析PLC控制系统用于冶金领域的方案设计。

关键字：PLC控制系统； 冶金自动化； 方案设计

1.PLC控制系统应用分析

在PLC控制系统在冶金自动化领域应用的过程之中，可以通过对人类的思维活动的模拟过程，来实现对冶金自动化控制系统地智能化控制。与此同时，PLC控制系统是一种设计范围很广的技术，是集中了哲学、计算机信息技术、信息控制理论、仿生控制系统理论等多门学科知识的复杂系统，可以充分的代替人类的手工活动来完成对冶金自动化系统的智能化控制过程。

2.PLC控制系统配置及功能简介

2.1PLC控制系统的基本组成

一般情况下，PLC控制系统为西门子公司的S7-300/400系统。该系统通过使用最新的微机硬件技术和成熟可靠的软件系统，可以实现对于数据的有效控制，并通过对算法的应用，保证工程的高效完成。

2.2PLC控制系统的软硬件配置

为保证系统的可靠性，PLC控制系统的硬件配置主要包括2套PLC柜体，2台控制站和1台工程师站，1台网络打印机，其中2台控制站互为冗余。其中，作为下位机的两套控制站主要用于冶金自动化生产的汽轮机主机和辅助机器上，控制站主要包括容错以太网接口模块、S7-400控制处理器、电源模块、冗余模块、I/O模块等。作为上位机的2台控制站和1台工程师站的主要配置是Intel CPU 2.8GHZ；存储容量4GB RAM；硬盘320G；双网卡； 19LCD显示器； Windows XP sp3操作系统。

PLC控制系统的软件配置为：控制站的编程软件STEP 7 V5.5 SP2，2台控制站的监控软件为FIX 6.15运行版，1台工程师站的监控软件为FIX 6.15开发版。

2.3PLC控制系统控制功能简介

首先，在运用PLC控制系统之前，要实现对数据系统的初始化处理，一般情况下，要在控制系统投入运行或精密点检后运行时或者当系统发生重大故障后，重新启动时进行初始化处理，进行初始化处理的工作步骤包括有：第一，读入过程设备状态信息、条件信息；第二，显示工艺流程图及设备目前状态；第三，所有定时器、计时器清零；第四，设备操作方式自动设置成“手动”方式；第五，由操作员进行“手动”操作处理，使各设备处于操作员指定的方式、状态；第六，操作员确认各设备的当前状态是否正常，运行条件是否具备，由操作员将操作方式设在正常运行的模式；第七，操作员确认一切正常后，程序运行先从“手动”方式开始，设备正常运行后再切换到“自动”方式。

其次，进行操作场所的选择。一些需要在PLC上控制的设备在机旁操作箱上设有“远控/近控”权限选择开关，将操作地点分为：“近控”操作：将选择开关设置为“近控”位置时，利用机旁操作箱上的操作指示灯及操作按钮在现场完成设备的启动（开启）、停止（关闭）操作。“远控”操作：将选择开关设置为“远控”位置时，利用设置在中控室的PLC控制站进行远方操作。

最后，如果在PLC控制系统控制的过程中，一台控制站发生故障时，另一台控制站发出报警信号，打印故障报告，操作员到正常的工作站进行操作，直到系统恢复。当PLC故障（包括通讯故障、CPU故障、冗余板卡故障）时，自动无扰切换到冗余设备（通讯链路、冗余CPU、冗余板卡），操作站发出报警信号，并打印故障报告。非冗余板卡故障时，发出报警信号，由专业人员确认并排除故障。

3.PLC控制系统用于冶金自动化控制的设计途径

3.1优化设计

在PLC控制系统用于冶金自动化控制的过程之中，可以充分的结合人工智能系统的先进理论技术以及相应的工作实践经验。在传统的冶金自动化控制过程之中，主要采用的设计手段就是通过结合实际的工作经验来进行控制系统的设计，这种设计方法缺乏先进的系统理论的支持，在实际的运行过程中，往往会出现一些难以解决的故障问题。通过对PLC控制系统的应用，可以有效的优化对于冶金自动化控制系统的设计，并通过对先进的计算机科学技术的应用，有效的缩减产品从设计到成型的时间，有效的提升了冶金自动化控制的控制效率。

3.2故障诊断设计

一般情况下，冶金设备所出现的故障问题具备着非线性的特点，这就给冶金自动化控制系统解决冶金设备的故障问题带来了很多的困难。在这样的背景下，通过在冶金自动化控制系统之中引进PLC控制系统，可以有效的提升冶金自动化控制系统的检索效率。并通过对PLC控制系统之中的专家系统、模糊逻辑算法、神经网络结构的应用，更加有效的确定冶金设备之中出现故障的区域，可以有效的提升冶金设备的故障诊断有效率。

3.3智能控制设计

在冶金自动化控制过程引进PLC控制系统已经成为了科学领域的未来发展趋势，一般情况下，冶金自动化控制过程引进PLC控制系统主要集中在对于PLC控制系统之中的模糊算法、专家系统、神经网络结构的引进之上。PLC控制系统对于冶金自动化系统的主要应用层面也主要集中在以下几个层面：第一，进行对冶金设备之中的数据参数的分析；第二，对于冶金设备的运行状态的实时监督管理；第三，对于控制系统的有效管理；第四，对于冶金系统之中出现的故障进行及时的记录分析。

4.结论

综上所述，通过PLC控制系统在冶金自动化系统之中的应用，可以有效的优化冶金自动化系统的设计结构，提升冶金自动化系统的故障检测效率，是冶金自动化控制系统发展的主流趋势。

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