彭彬

【摘要】PLC是一种具有编程存储器实质工业控制计算机，通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。近些年来，随着PLC模拟量处理、数字运算以及人机接口技术的迅速发展，PLC在钢铁企业控制领域中占有了主导地位。本文结合实际首先阐述了PLC在轧钢生产中的应用类型，然后分析了PLC轧钢技术应用优势，最后探讨了其在轧钢生产中的抗干扰措施。

【关键词】PLC；轧钢技术；应用类型；干扰

【中图分类号】TP393 【文献标识码】B 【文章编号】1672-5158（2013）01—0407-01

1 PLC在轧钢生产中的应用类型

1.1 用于开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域。这种功能取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制。开关量的逻辑控制可用于单机控制，也可用于多机群控，亦可用于自动生产线的控制等等。在轧钢生产工艺中可以对主机设备进行合分闸控制，可以单起与单停车、连起与联停车等众多操作控制。

1.2 用于过程控制

PLC通过编程设计可以控制驱动设备进行直线、圆周以及往返等各类运动。现在制造商PLC的专用的运动模块功能强大。具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。大大增强了自动化应用的灵活性和控制能力。PLC过程控制在轧钢生工艺中作用显著，譬加热炉、润滑与液压站及主机设备等的设备中的温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量必须进行检测反馈控制，PLC能够通过相应的A/D和D/A转换模块以及各种类型控制算法程序来处理这些变化量，完成对温度、压力以及流量等连续变化的模拟量的PID控制形，形成闭环控制。

1.3 用于数据处理

当前PLC在具备矩阵、函数、逻辑等各类数学运算功能，同时也能够完成数据传递、排序和查表以及位操作，这些功能可以对轧钢工艺中的各类数据进行采集、分析以及处理。数据处理对大中型轧钢厂控制系统作用明显，其CNC功能能够把支持顺序控制的PLC与数字控制设备紧密结合。

1.4 用于通讯连网

PLC的通讯包括PLC与PLC之间、PLC与上位计算机之间和它的智能设备之间的通讯，能够实现信息交换，构成“集中管理，分散控制”的分布控制系统，其I/O模块可以根据功能需求进行生产现场分散控制，利用网络联结构成集中管理信鼠的分布式网络系统。这些功能满足了轧钢生产中通讯要求。

2 PLC在轧钢技术应用优势

2.1 抗干扰能力强，可靠性高

PLC在应用中通常采用大规模集成电路技术，内部电路抗干扰能力强，可靠性高。在轧钢工艺中运用PLC编程进行控制，电气接线及开关接点比继电接触器控制减少数倍，电气故障易于查找，同时PLC控制系统具备故障自我检测功能，控制系统发生故障时，系统能够立刻报警。能够设计编程外围设备元件的故障诊断，可以对PLC控制系统外的电路与设备进行故障诊断保护，大大提升了轧钢生产工艺整控制系统的运行可靠性。

2.2 配套功能强大，适用性强。

当前PLC技术迅速发展，各种规模的工业控制场合都能有相应配套的各类规模的PLC系列化产品，不但具备完善的逻辑处理功能，同时数据运算能力强大，能延伸到各种数字控制领域。运用PLC人机界面技术对轧钢生产工艺进行控制，可以进行位置控制与温度控制。

2.3 维护方便，容易改造

运用PLC的存储逻辑代替接线逻辑，控制设备外部的接线大大减少，在轧钢生产中运用PLC技术能够缩短控制系统设计与建造的周期，日常维护简单，根据需要可以能够使轧钢生产设备改变自动控制程序，优化生产工艺过程。

3 PLC在轧钢技术中应用措施

尽管PLC能够在生产环境中直接应用，但轧钢企业生产环境恶劣，电力系统线路及其设备复杂，所产生的电磁场很容易对PLC造成干扰。此外，PLC安装与使用不合适，其程序或者运算很容易出现错误，所产生的误输入与误输出将会导致驱动设备出现误动作，甚至失控。因此，PLC在轧钢企业稳定可靠工作，不但要其抗干扰能力，而且要进行精心设计安装以及维护。

3.1 PLC安装工作环境要求

一是轧钢厂热源多，环境温度高，安PLC设备必须避开避开热源，远离其他电气设备发热元件，其温度在0-55℃之内，同时，其周围易于通风散热；二是空气的相对湿不得大于85%，并且无凝露现象，以保障其绝缘良好性；三是PLC在安装时要远离震动源，不可避免时要用装设减震措施；四是PLC设备要避免与氯化氢、硫化氢等腐蚀和易燃的气体接触，氧化铁皮较多的环境要装设封闭性控制室与控制柜；五是为减少设备与地之间的干扰，可装设带屏蔽层的隔离变压器，提高其可靠性，同时，为预防普通整流滤波电源所产生纹波对PLC的影响，一般要选择外接直流24V电源给PLC系统的输入端供电。

3.2 抗干扰措施

在轧钢企业中，电磁干扰是造成PLC控制系统发生故障的主要原因，影响PLC控制系统的干扰源很多，空间辐射干扰、电力系统外部引线、信号线路引入的干扰、接地系统混乱引起的干扰以及变频器干扰等都能对PLC控制系统产生影响。PLC在轧钢企业应用中主要主要有以下抗干扰措施。

（1）抑制电网干扰

电源变压器是电源部分重要元件之一，为抑制电网电压以及电流对PLC系统的干扰，一般要装设带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，同时注意变压器的屏蔽层良好接地，为减少电源线间干扰，次级线圈连接线要使用双绞线，条件许可，可以在电源输入端串接LC滤波电路。

（2）安装与布线合理

PLC控制系统在安装时，动力线、控制线、PLC电源线以及I/O线均要分别配线，如不可避免处于同一线槽，要将交流线与直流线分开捆扎，尽可能使用分槽走线来降低干扰；二是PLC在装设时要远离电焊机、大功率变频器以及大型动力电气设备等易产生强干扰的元件。同时，PLC控制系统不得与高压电器装设在于一个开关柜，柜内PLC电源线应该与动力线的距离不得小于200mm，如果柜内装设有功率较大的继电器、接触器的线圈等感性负载，PLC要并联RC消弧电路。

3.3 I/O端的接线要合理

为有效预防PLC自身系统的相互干扰，一是在PLC装设时，交流输出线与直流输出线不能使用同根电缆，输入端走线与输出端走线要分开输出线尽可能远离高压线与动力线，PLC模拟量信号的传送要选用屏蔽线，其屏蔽层一端或两端接地。同时为预防PLC的输出负载产生的干扰，在直流输出可以加装续流管保护，交流输出加装阻容吸收电路。

3.4 完善接地系统

PLC的正常运行必须靠良好的系统接地、屏蔽接地、交流接地地以及保护接地来保障。因此，必须要完善接地系统，—是为抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，PLC应该使用专用地线，其接地点要与动力设备的接地点分开，二是PLC控制系统信号电缆的选择与敷设应严格按照有关规定执行。屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。

3.5 抑制变频器干扰

抑制变频器对PLC控制系统的措施主要有三种。一是针对来自电源的传导干扰加隔离变压器；二是为防止变频器纹波的干扰加装滤波器；三是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射加装输出电抗器。

4 结束语

总之，PLC在轧钢企业大量推广应用，成为控制轧钢驱动设备的中枢，其指令复执、故障诊断、自恢复功能、完备的人机界面以及原来越精准的通讯设备系统对轧钢生产工艺越来越大。轧钢企业在PLC实际应用中，要根据现场环境合理安装，并通过硬件与软件等抗干扰技术有效的抑制干扰，让PLC系统稳定可靠运行。

参考文献

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