PLC及其控制网络在生产线上的应用

PLC及其控制网络在生产线上的应用

PLC及其控制网络在生产线上的应用

摘 要 随我国经济的高速开展以及相关科学技术的不断进步，传统的生产控制网络已逐渐难以适应工业化开展的脚步，在此背景下，有必要引进新式技术保障生产线的工作质量。笔者结合工作经验，在本文中分析了PLC及其控制网络的构成与各类功能，并阐述了其在工业生产线上的应用状况，供有关人员参考借鉴。 【关键词】PLC 控制网络 生产线 应用

PLC在工业上的应用是新型控制技术的巨大进步，其有效地提升了生产线的工作效率并最大限度地降低了生产失误率，有利于我国工业的开展。为此，生产人员有必要通晓PLC的内部组成以及功能特点，使其为我国经济建设工作作出更大的奉献。 1 相关问题以及现状 1.1 冷床电气控制系统

传统冷床系统的卸钢工作由两台拖动拉杆负责并采用液压制动器制动的方式。全段辊道在卸钢过程中的运行速度固定，工作人员负责手动调节辊道的速度。在卸钢信号下达后，上卸钢电机便会迅速启动，与此同时液压制动器的抱闸会快速松开，拖动拉杆经过一周的运转后断开接触器，从而完成一个周期的卸钢任务。通过分析可以发现，原冷床系统的卸钢方式存在着速度慢、失误率高等缺陷，极大地影响了钢材的成材率。 1.2 轧机控制系统

原有轧机采用轧机操作台集中控制的工作方式，并在直流电机上设有分合闸按钮、可调电位器、指示灯以及电流表等装置。CUDI主板负责接受各类控制信号。客观上讲，该种控制方式较为落后、控制效率相对较低，难以有效提升产品的质量与产量。 2 PLC系统功能 2.1 轧件跟踪控制

在机架前后设有活套检测器或者热金属检测器，检测器负责检测冲击电流信号。钢材生产线上，机架电机咬钢过程中产生的冲击电流信号能够被视作轧件的跟踪信号，从而实现对轧件头尾位置进行实时监控的目的。 2.2 速度级联控制

通过应用轧线速度级联调节的方式，能够实现修正相邻支架速度又不对其他支架现有速度关系造成影响的目的。通常情况下，计算时机在一部轧机得到调整后对其他轧机进行合理的调整。上游机架的线速度增加量以及减速机速比值是系统联调速度给定工作的重要参考数据。轧机电机速度给定量的计算能够最大程度地保证相邻机架之间的秒流量一致。 2.3 成品量统计

通过计算产品长度以及收集各机架间的负荷信号能够准确得出产品成品量。为了有效确保产品数量统计工作的准确性，工作人员可以在人机操作界面开展产品统计量的增减与核算工作。局部机架的瞬时电流在系统开机时到达较高水平，为了防止过大电流对统计工作造成影响，在系统自启动信号下达后应当过一段时间再开展产品数量统计工作。 2.4 速度冲击补偿

钢材生产线上，轧机如果在运行过程中产生冲击负荷，那么其速度会在极短时间内降低，这会破坏相邻机架间的原有速度关系，从而造成轧件堆积的情况。而系统的速度冲击补偿功能能够较好地解决上述问题。消除或者尽量减小速度波动、帮助轧件咬入轧机等是速度冲击补偿的主要目标，在相应轧件进入轧机设备前提升工作机架的速度是系统实现速度冲击补偿功能的主要方式。 3 PLC系统应用方案 3.1 两层通信网络

第一层。PLC与人机接口通过联成而形成可靠的工业以太网，从而提升生产环节的信息交换能力。

第二层。将Profibus-DP网络应用至远程I/O站点与PLC之间以及调速传动之间。相应控制指令以及设定参数由PLC负责传送至各级调速传动系统中。与此同时，PLC将收集各级调速传动系统的电气参数与系统状态并在CRT上显示。 3.2 三级控制系统

根底自动化系统、人机接口以及调速传动控制系统等共同构成了PLC三级控制系统，上述分系统具备不同的控制功能。HMI操作站的构成成分是3台具备高性能、计算能力较强的工业微机。通常一台置于主电室，另外两台置于主操作室。

以某一钢材生产线为例，PLC控制环境下的主操作站负责持续全方位地显示轧制程序表、设备运转状况以及相应轧制数据的监控画面等。需要特别指出的是，生产线在加工生产某一产品的过程中，可能需要不断地修改相关设备的工作参数，而PLC的应用能够轻松地实现修改参数的目的，从而可以有效地确保生产线上的各类设备能有效地运行。

不同产品生产线的运行特点、设备型号都存在着明显的差异，因此工作人员在生产线上应用PLC时，需要充分考虑原有生产线的工作特点以及产品的工艺要求，进而引入适宜的PLC。目前，我国应用较为广泛的PLC的型号为S7-400，该系统具有本钱相对较低、功能完善、自动化水平高等特点，在钢材轧制与汽车生产领域中应用普遍。 4 系统故障诊断方法

在应用PLC系统后，必须做好日常系统维护与故障检修工作，如此方能有效防止不必要的损失。由于PLC拥有大量控制模块，并且模块的布置非常分散，因此系统故障诊断工作具有较高的难度。所以，技术人员需要重视系统编程软件中的故障诊断模块。通常情况下，可以通过将网络故障诊断语句添加至原有程序中的方式来实现及时地找到系统故障并予以排除的目的。除此之外，为了最大限度地确保PLC的质量可靠、延长其使用寿命，应当安排专业能力强、修理经验丰富的人员负责PLC的日常维护保养工作。PLC对于运行环境的要求较高，因此必须保证PLC的应用环境中灰尘含量处于正常水平内，有效防止灰尘对设备运行状况造成负面影响。 5 结语

PLC及其控制网络在生产线上的应用具有重要的现实意义，其能够有效提升生产线的运行效率、提高相应产品的质量，为此，技术人员需要积极提升自身综合素质、不断完善PLC的各类功能，注意做好针对系统的维护保养与故障检修工作，确保PLC为我国工工业开展作出更大的奉献。 参考文献

【1】沈灿钢.基于西门子PLC的自动生产线输送单元控制系统设计[J].自动化技术与应用，2021.

【2】沈灿钢.自动物料分拣装置的设计与实现[J].数字技术与应用，2021.

【3】张宋文.PLC技术在自动化生产线中的应用探讨[J].电子技术与软件工程，2021. 作者单位

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