摘 要：近年来，PLC控制技术在冶金企业当中备受关注，已经成为一种不可或缺的工业生产技术。PLC控制技术弥补了冶金行业以往电气自动化生产中存在的不足之处，通过PLC控制技术与电气自动化有效结合，能够使得冶金行业整体生产控制水平稳步提升，与此同时也大幅度降低了企业对于人力与物力资源的消耗，在很大程度上提高了电气自动化的应用水平。本文对于PLC控制技术在冶金电气自动化中有哪些具体应用以及未来发展趋势进行简要阐述与分析。

关键词：PLC控制技术；电气自动化；控制

引言：

随着国家现代化经济的不断发展，各个领域都向着科技化、智能化、信息化方向发展，为改善工业生产环境而设计的PLC技术也随之应运而生并且在实际应用中趋向于成熟化，被广泛应用于钢铁冶金电气自动化系统，使得冶金行业得到全面创新，带来了新的发展方向，为冶金行业的进一步发展奠定了坚实基础。

1 PLC控制技术概述

PLC控制技术英文全称为 Programmable Logic Controller，PLC本身就是一种编程逻辑控制器，具有以下几个特点：（1）功能完备，性价比高。PLC可以通过互联网实现分散控制集中管理功能，而且其内部控制器可以为使用用户提供大量控制功能完备的编程原件。（2）编程相对简单，使用方便易懂。PLC技术的开发、设计以及安装调试利用编程语言就可以实现，不涉及其他计算机知识，这就缩短了开发周期，减少实际应用工作量。程序修改和控制方案调整都可以在线上完成，不涉及拆动硬件。（3）可靠性高，具有较强抗干扰能力[1]。PLC通过减少触点接触，仅通过少数输入/输出相关的硬件元件来实现系统运行，解决了继电气传统控制系统因触点接触不良而产生的故障问题，降低了生产过程中设备出现故障频率。而且通过软硬件的抗干扰措施， 大幅度提升了系统的抗干扰能力以及可靠性（4）适应性强，硬件配套完善。标准化且模块化的 PLC 产品的硬件装置配备相当完备， 通过便利的系统配置可以组成规模及功能不同的 PLC 系统， 能够根据不同的生产工艺进行程序的修改并调整配置， 具有非常强大的适应能力。通过其自身内部的存储结构可以进行逻辑运算、顺序控制以及技术指令等操作，从而实现对生产过程进行全方面控制，提高设备工作效率，PLC控制技术在使用过程中分为输入采样、用户程序执行、输出刷新三个阶段，其CPU会对上述三个阶段进行定期扫描和执行。

2.冶金电气自动化技术特征

2.1涉及范围广泛

在钢铁在冶炼过程中，具有工业环节比较多、涉及内容广泛等特点，在生产过程中由于受到多方面因素影响，而且钢铁在冶炼过程中会出现化学变化和物理变化，种种因素便导致了冶炼过程的复杂性，因此要通过对钢铁生产原材料的严格把控以及对物理变化参数和化学变化参数的有效掌控来保证生产质量与控制生产成本[2]。工业生产过程中除了具有复杂性，还具有一定的危险性，也就是说，在电气化系统运行的应用下，虽然可以全面控制整个工业生产流程并进行追踪，但是不能完全保证生产过程中的安全性以及冶炼钢铁质量，因此，需要在生产控制系统中提高生产过程中对安全的重视程度以及确保冶炼钢铁质量，为冶金行业打下良好基础。

2.2生产工艺复杂

冶金电气化自动系统通过对生产过程的全面覆盖以及软件与硬件系统的有效结合应用，可以对冶金生产过程进行全方面优化，但由于冶金工艺流程具有一定复杂性特点，所以在操作在冶金电气自动化系统时，对操作技术人员的专业素养和专业技巧有着严格要求，以此来确保冶金生产质量和保障生产效益。

2.3电气技术应用广泛

在我国的钢铁冶炼行业发展中，有很多中小型钢铁冶炼企业选择联合发展，形成联合企业，通过这种方法提高企业核心竞争力，推动钢铁冶金行业的全面发展。在生产过程中，利用电气自动化技术与PLC控制技术应用的有效结合，实现冶金生产过程中电气自动化技术的全面覆盖，能够通过对信息有效采集和实现转换彼此信号来对系统结构进行有效运算，促使钢铁冶金行业的全自动发展进程。

3.PLC控制技术在冶金电气自动化中的具体应用

3.1在顺序控制系统中的应用

顺序控制和开关量控制作为电气自动化本身辅助系统的一部分，是主要控制环节，而PLC在此系统中的应用代替了继电器的工作职能，相对于传统的继电器而言，PLC的控制能力更为强大，发生故障的概率也很低，而且还可以将数据信息与通信系统进行有效结合，实现电气控制系统自动化系统稳定运行[3]。PLC控制技术的广泛应用，在取代继电器功能的同时，也很大程度提升了生产效率、降低资源消耗，使得工业自动化水平显著提高。

3.2在轧钢生产线中的应用

PLC控制系统在轧钢生产线中的应用体现在以下几个方面：

1）电气自动化控制

钢铁冶金属于重工业行业，是能源消耗大户，对于国计民生发挥着重要作用，但是由于实际生产过程受到多方面因素影响，导致生产环境长时间处于恶劣状态，严重影响着工作人员的身心以及身体健康，而且由于生产工艺等因素的局限性，钢铁冶金生产过程中会产生大量污染、腐蚀性粉尘以及多种有害气体，不仅对生态自然环境造成严重污染，还会导致现场生产设备线路故障，造成安全隐患，影响钢铁冶金企业的正常运行[4]。通过对PLC技术的应用，钢铁企业解决了一系列问题，电气自动化控制系统通过PLC技术编程，对生产流程进行科学规划，有效控制每项生产环节参数，准确存储生产过程中产生的数据。减少人工参与，提升生产效率，保证人员安全。PLC技术的运用为钢铁冶金行业能够健康发展提供了解决方案。

2）轧钢生产线安全

在钢铁行业中，无论选择哪种轧钢生产线都存在着较大的风险，所以必须通过采取安全措施和对设备的控制来保证操作人员和机器设备的安全性。PLC控制系统技术投入到生产线后，恰好解决了这一问题，PLC 通过 I/O 接口模块和远程 I/O 适配器建立串行通信链，PLC可以通过变频器读取各项数据以便监视机器运行状态，轧钢生产线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PLC控制系统对轧钢生产线的自动控制可以实现高效安全生产目的。

3）加热炉

加热炉是钢铁冶金连铸生产过程中一道必不可少的工序，在此工序中，为确保质量需将使用的板坯在加热炉中均匀加热，但由于生产环境具有高温和存在一定煤气的特殊性，这就造成了非常危险的安全隐患，通过PLC控制技术对加热炉的温度进行严格把控，可以确保生产过程中的安全性。

4）轧机前的高压水除磷系统

高压水除磷系统是利用高压水的冲击力清除掉板坯表面的氧化铁皮，使板坯表面质量达到标准。引进PLC技术之后，结合HMD的使用，可以精确板坯除磷位置，通过控制喷射阀实现快速开关与闭合，实现对板坯进行高效高质清理。与此同时也可以降低用水量，节约成本[5]。虽然高压水除磷由于其具有一定连锁性，工艺相对复杂，但是通过对PLC技术的利用，能够精准控制高压除磷系统，保障系统运行的稳定性。

3.3在电机变频调速中的应用

在钢铁冶金的生产过程中，大部分以变频调速的方式来完成对大功率电机的使用，技术人员需要在电机电能转成动力的同时，对各项设备运行以及电机泵运行压力进行实时掌控，实现在生产过程对工艺设备的控制。PLC控制技术在电机变频调速中被广泛应用，技术人员常通过对I/O 模块的使用来达到控制变频器的作用，在该模块有效使用下，可以完成总线控制变频器。再使用PLC驱动变频器控制电机的输出转速，形成一个良好的闭环控制功能。PLC技术在电机变频调速中的应用，不仅可以加快系统反应速度，还可以有效的控制工业生产成本。

3.4在配料系统中的应用

在钢铁冶金自动化生产线中，每个生产环节都需要加强监督管理，使每个工作流程度达到标准化，其中配料环节是工业生产过程中一个重要环节，自动配料系统在钢铁冶金行业被广泛应用，即在配料的过程中针对不同物料进行运输、配比、加热、混合等，以此来完善配料流程，保证生产质量[6]。但在其中物料配比是很难控制的，受各种因素影响，配料比例会在不同状态下发生改变，如果进行手动更改，需要通过一系列计算，根据生产情况计算各种物料配比，还要根据配比计算物料用量，在根据计算结果对设备进行设定，完成配料工作。但是如果设备参数发生改变或者设备发生变动，就需要对设备进行重新设定，又需要上述一系列计算才能完成配料工作[7]。此过程繁琐复杂，很难保证准确性，给工作带来不便。通过运用PLC技术，可以将人力计算转化为自动操作，还能通过网络对多个配料系统进行集合控制，提高配料系统准确性，全面提升生产效率，保证生产过程高效、安全、准确的完成。

3.5故障响应

在应用电气自动化控制系统时，大多数采用现场操作台手动配合方式[8]。利用PLC闭环控制系统实现对设备的全面控制，对生产系统进行实时管理，一旦生产系统出现故障，PLC技术能快速建立故障执行模式，有效识别故障环节以及发生故障原因，并利用控制系统切断运行设备，为维修人员进行检测提供安全保障，及时对故障问题进行修复，以此确保控制系统可以自动恢复，进行正常运作。

4.PLC技术在冶金电气自动化中的应用趋势

4.1抗干扰能力提升

PLC技术在在钢铁冶金行业应用中，由于使用的电气设备较多，导致生产现场存在许多电磁干扰，影响现场生产环境，这会直接影响到数据输入及输出传递的准确性，削减了PLC技术的应用效果。所以， 我们要加强研究PLC技术在实践生产运用当中的抗干扰能力，能够在最大程度上避免恶劣生产环境给工业生产带来的干扰和影响，确保电气设备能够高效稳定的运行，保证信息传递的准确性。为电气自动化控制系统稳步发展打下良好基础。

4.2数字化和网络化的提升

PLC技术对众多实际技术应用当中存在的不足之处进行了优化与完善，已经形成了较为成熟的控制技术。PLC 技术在众多专家的研究和探讨下将吸取 DSC 技术的优点，对其自身的数字化以及网络化智能水平进行优化与完善，形成完善的控制系统。和电气自动化系统有效结合，辅助其能够高效稳定运行，为工业自动化生产提供强有力的技术支撑。

结语

通过上述对PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中应用的研究分析得出， PLC利用本身独特优势，不仅可以提升电气设备的高效运行、节约生产成本，在工业生产中取得了显著效果，也为电气自动化控制系统的进一步发展提供了保障与方向。社会在不断进步，科学技术也在不断创新发展，每个领域都需要不断创新完善。PLC技术能取得如此良好的实践效果，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，因此，相关研究人员应该从电气自动化控制系统的实际需求出发，研究制定出符合PLC技术实际应用的实施方案。一方面应对其存在的问题进行掌控分析，找到解决方案；另一方面，对其本身进行深入研究，完善现有功能并挖掘其更强大的功能，实现智能化与集成化，为我国工业生产行业发展做出更大贡献。

参考文献：

[1]石昌雪.PROFIBUS技术在PLC冶金自动化控制系统中的应用[J].自动化应用，2022（03）：84-86+89.

[2]邹磊.施耐德plc和Intouch组态软件在冶金原料系统中的应用[J].自动化应用，2022（01）：63-66.

[3]王兆远.浅议PROFIBUS通信技术在PLC冶金自动化控制系统中的应用[J].电子测试，2020（09）：90-91.

[4]刘跃志.基于西门子PLC技术的冶金企业自动化控制技术研究[J].世界有色金属，2018（22）：25-26.

[5]李德英.PLC技术在冶金企业电气自动化控制中的实践探究[J].信息记录材料，2018，19（10）：47-48.

[6]许法涛.PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用探讨[J].数字通信世界，2018（05）：207+220.

[7]刘强.PLC、DCS及FCS在中小型冶金生产过程控制系统中的应用[J].电子制作，2015（10）：228-229.

[8]刘汉林.基于西门子PLC控制的变频器驱动系统在冶金原料吊车中的应用[J].工业控制计算机，2004（03）：60-62.

作者简介：廖国盛，性别：男，籍贯：广西省贵港市，出生年月：1990-01，学历：大专 第二学历本科，职称：助理工程师，研究方向：连铸电仪点检