摘要：近年来，国家钢铁产业发展快速，经济收益水平较高，是国家的支柱型产业。目前产业已经进入转型发展阶段，经济技术结构正处于调整期，它为行业企业预留了大量对先进技术的消化空间，目的就是为进一步提高企业自动化控制生产水平。在本文中所讨论的是PLC技术在轧钢自动化控制系统中的技术应用流程与应用要点，然后例证某钢铁企业的轧钢自动化控制系统对PLC技术的应用问题与应对对策，希望全面了解PLC技术与轧钢自动化控制系统的联动，提高某钢铁企业的自动化生产水平。

关键词：轧钢自动化控制系统；PLC技术；问题；应对对策；抗干扰

前言：

PLC技术系统在控制工业智能化自动化生产方面体现出较大优势，例如在钢铁企业中，轧钢自动化控制系统就科学运用了PLC技术，是系统不可或缺的重要辅助性技术。PLC技术对于轧钢自动化控制系统中的交流变频传动装置、液压提升机等设备都能实现有效控制，切实满足设备科学启动、稳定生产运行、正确定位等要求。

一、PLC技术的基本内涵

PLC（Programmable Logic Controller）是可编程逻辑控制器，它专门被应用于工业生产环境中，负责设计数字化运算操作系统。在PLC技术应用过程中，可编程程序存储器发挥了重要作用，可以对数据进行内部控制与存储、运算与记录等多种操作，满足工业生产自动化控制需求[1]。

在传统钢铁生产企业中，控制线路复杂且故障问题频发，所出现问题解决难度较大。PLC技术则能够有效弥补传统技术不足，例如它能保证生产设备科学启停、稳定生产运行流程并正确定位故障位置，在电气自动化技术应用领域中愈发广泛。

二、轧钢自动化控制系统生产中的PLC技术应用流程

轧钢自动化控制系统在生产过程中多采用热轧钢生产技术模式，在热轧棒材流水线生产环节必须处理热轧钢表面的氧化铁皮部分（轧制冷却过程中产生）。为有效避免这一状况，需要采用高压水除磷方式去除氧化铁皮薄膜，实施外漏处理，如此才能满足轧钢厚度要求[2]。

在退火生产环节，需要保证轧钢内部晶体结构实现有效重组，目的就是提高轧钢的韧性与刚度。然后才能进入流水工序，对流水线展开平整处理，尽量减少轧钢生产过程中所出现的钢表层不平整情况，最终获得生产成品。

当然，在整个生产流程中由于操作复杂、所涉及技术内容较多，所以设备生产容易受到光线、碾压、切割、灼伤等伤害，大幅度缩短轧钢生产设备寿命。所以在轧钢自动化控制系统中应该引入PLC技术，对生产设备进行有效保护，提高技术操作人员安全性，提高生产效率。一般来说，在常规工业生产技术条件影响下，钢坯主要通过粗轧设备进行最大60秒的轧制，为保证轧制效率与制坯效率相符，还需要采用PLC自动化控制系统，满足工业生产安全可靠性要求，缓解生产人员生产工作强度。同时，PLC技术对于整个生产操作流程的完整性保证也是相当到位的，非常值得深入研讨[3]。

三、轧钢自动化控制系统生产中的PLC技术应用要点与效果

（一）应用要点

轧钢自动化控制系统在生产过程中会大量应用PLC技术，这得益于它的自动控制能力强，同时也能为系统设备充分提供安全防护，在控制监测技术操作流程方面表现突出。所以，下文着重介绍几点技术应用要点：

1丰富工业流水线生产应用技术内容

在丰富工业流水线生产应用技术内容方面，PLC对于电气设备的控制以及监测都相当到位，其中的技术操作控制内容比较丰富，比如对升降机、调节振频、跟踪回收、存放作业、定尺切割等多种复杂工艺流程的操控都相当到位。例如在铸坯定尺切割过程中，对于切割前后辊道的输送以及控制非常有效，主要利用PLC技术自动化控制整个流水线操作，保证液压系统管理、润滑油系统检测与机床设备运动控制任务高效率执行。同时，PLC的自动变频控制驱动装置、自动变频通信网络接口以及通信设备连接技术也相对成熟。

2形成不同模块的RemoteI/O网络系统连接

在形成不同模块过程中，RemoteI/O网络系统连接最为重要，PLC技术就能构建这一模块，形成信息数据网络传输系统。结合扫描装置扫描优化调整RemoteI/O模块，建立一套完整的信息数据网络传输系统。例如配合扫描装置进行扫描，保证RemoteI/O模块始终处于正常运行状态中。在建立远程设备网络适配器过程中，也需要形成PLC技术串联机制，自动控制通信模块，确保轧钢自动化控制系统生产技术应用优化，确保为系统构建功能表现强大且丰富的自动化技术结构。例如，目前某些轧钢自动化控制系统在生产过程中采用西门子S7-400 PLC技术设备，该技术设备直接与ProfibusDP网络相关联，同时配合直流调速装置以及远程操作站共同负责监管生产过程。整个过程中PLC设备能够实现系统兼容地址模式优化，保证数据通信波特比率与系统设备自动属性设定到位，形成PLC设备完整结构，并与多台通信设备建立连接通信工作机制。考虑到系统中主站与所有从站之间能够形成相互驱动优化，系统结构技术内容表现多元，所以在设备功能模块对应系统程序调用方面就能满足数据读写要求，确保自动化系统中传输数据完全满足自动化控制技术应用要求。举例来说，在轧钢自动化生产过程中如果有两台工控机，它们会直接与PLC设备相连，如此就能满足所有中小钢材材料的精轧生产要求，同步对生产参数指标以及监控功能进行分析与调整。在系统运行性能优化过程中，则需要切实满足轧钢生产技术工艺要求，预设参数指标，保证生产工艺过程高效率且安全稳定。例如在现场总线生产技术优化方面必须到位，切实满足当前钢铁轧钢工业生产的信息化技术应用要求。

（二）应用效果

采用PLC技术之后，轧钢自动化控制系统的应用效果有所改善，在充分发挥PLC系统效能基础上，主要通过自动变频设备与数字通信链路来建立组态系统PLC I/O协议。这一协议的关键在于通信链路的建立，它需要PLC技术系统自动化控制数据的有效传输与接收过程。所以在技术应用过程中，主要通过PLC自动变频操作来安装I/O数据链路协议，形成一套完整的轧钢自动化生产控制技术框架。在工业生产系统中，结合数据通信模块来远程控制轧钢实际生产过程，并做好相关安全管理工作，完全按照程序数据读写、分析、重组、输出程序命令来实现安全生产与监测，体现自动化生产控制良好效果。

具体来讲，要根据轧钢生产流水线的实际运行状况来清晰展示系统数据，做到动态、全方位监测数据内容。如果出现系统轧钢生产运行中的某些突发故障问题，则PLC自动化控制系统就会发出预警指令，直接将故障信息发送到中心数据端口位置，由技术操作人员完成远程协议数据传输过程，同时建立一套完整的应急预案。

就轧钢自动化生产过程而言，需要保证对所发生故障问题进行有效监听和处理，实现自动一体化控制，分析数据模量内容。例如通过PLC技术的高性能表现就能确保轧钢生产自动化控制过程绝对安全，满足系统运行科学、高效率要求。在整个生产流水线中，针对系统的运行故障处理也必须及时，体现PLC技术价值，大幅度减少系统的整体运维管理成本。从轧钢生产线自动化生产控制技术应用来看，主要通过PLC技术对系统信号进行控制，建立自动变频机制，满足实际中的设备生产运行要求，提高设备生产转速与液压提升效果，例如围绕液压缸流量进行控制与调试。在对液压提升设备速率与生产效率进行提升过程中，也需要结合电机运行操作流程来建立完整的PLC自动控制机制，实现变频调试器有效调节过程，满足大小车运行速率均匀要求。简言之，上述技术内容是能够充分发挥PLC自动化闭环控制功能的，在保证轧钢生产过程中相关细节操作一次性到位基础上，也能建立PLC自动化控制系统，确保轧钢生产线生产效率大幅度提高，获得理想生产效果[4]。

四、案例分析

（一）案例项目概述

本文所介绍案例项目为某轧钢生产企业，他们的轧钢自动化生产控制系统所采用的是西门子公司所提供的S7-400 PLC技术设备。该设备可以满足某企业的轧钢生产标准化、模块化、参数化要求，在线材轧制控制过程中软件功能支持强大，控制信息系统状态表现突出，同时配合以太网分布式Profibus-DP网络专门控制系统主站中的交换数据。在这一过程中，上位机与网络连接直接实现通信数据交换操作流程。截至目前，某企业的PLC技术应用效率较高，轧钢自动化控制系统生产流程比较稳定，值得深入研究运用[5]。

（二）案例项目的生产工艺流程

1生产总线的生产工艺流程

某企业的轧钢自动化生产线设备内容丰富，包含了粗、中、精三大轧机组，其中配合直流电机单独驱动生产总线生产工艺流程。以精轧机组为例，它在轧制钢材料过程中配合穿水冷却设备直接冷却材料，轧制后材料直接上冷床操作，实施分段剪切，最后收集到辊道位置。就整个生产过程中，PLC自动化系统控制结构专门配置了5套PLC技术控制系统，配合4个操作站与1个监控站共同投入轧钢生产。在不同区域，某企业都利用PLC设备控制系统，直接连接工业以太网现场总线，确保所有总线都能完成通信操作过程，其中所有4个操作站都设计到以太网总线位置上[6]。

2加热炉操作站的生产工艺流程

在加热炉操作站中，某企业对于加热炉区域温度的控制相当严格，一般控制在1000℃～1300℃范围内。其中的空气、煤气使用数据均显示在PLC设备上，同时PLC负责监控加热炉操作站的冷却系统、液压站等。在跟踪钢坯生产变化方面也非常到位，可以实现对所有设备参数的自由灵活设定，建立加热炉操作站生产控制工作机制。另外，利用PLC程序修改轧钢区域自动控制设备参数，形成生产电流、电压、速度趋势图也是相当必要的，可以结合生产过程中的某些突发事件、报警清单显示内容来建立技术数据处理机制[7]。

3轧钢自动控制生产系统的功能应用调整

在应用调整加热炉自动生产控制功能过程中，主要结合某企业的生产能力（120t/时）来正确使用焦炉煤气能源，配合PLC设备对炉内交叉限幅燃烧过程进行有效控制，其中对于加入炉内温度的自动调节相当到位，可以通过PLC设备建立包括煤气保护连锁、换热器保护控制、三大轧机组的联合生产检测工作机制。

在建立系统与PLC设备人机接口过程中，主要形成了数量为5～8个的MMI人机接口，其中主要针对加热炉PC工控机、操作台PC工控机进行功能调整，实现对轧钢生产过程的跟踪与控制。从技术应用效果来看，主要配合轧钢设备的多种宫颈能应用来调整辅助设备生产效能，满足轧钢生产线的精准化控制操作，其中的监控与控制功能表现突出，完全可以根据某企业的各种生产要求来科学控制热轧钢生产过程。在执行基本设备，建立生产工作机制过程中，也希望体现生产高效率，确保生产监控与控制功能发挥重要作用，完全按照客户要求来控制轧钢热轧制生产过程，形成工厂组态生产机制，建立工厂监督工作格局[8]。

4工厂生产线组态的功能应用调整

在工厂生产线组态的功能应用调整方面，需要参考某企业工厂的特定平面建立组态监督机制，形成功能监督技术体系。在正常输入数据以后，也需要确保所有设备能够在生产操作过程中建立技术清单，满足轧机组的生产级配与次序要求，形成一套完整的活套控制组态。在工厂监督生产过程中，主要配合轧机组实际生产管理过程来调整设备参数，监控轧机组生产速度，显示设备图形生产速度与电流电压情况，并建立一套报警管理装置[9]。

目前，某企业工厂生产线能够精准控制组态轧机组的生产速度，同时做到对速度的微调，确保在钢轧制生产过程中设备数量可以灵活控制。例如首先规定好轧机组生产设备数量，然后利用PLC调整组态生产速度，再进行生产过程。不同轧机组中设备速度的设定由轧制工艺的实际状况、设备生产状态来决定，其中对于负荷分配的出口速度控制也相当重要。

以钢轧机主机设定速度为例，它基于机架生产速度要求来调整设定值，确保速度设定值设定到位，结合系统自动计算过程来优化辅助设备电机速度，确保输入速度有所提升。在轧制生产过程中，也要建立设备清单，满足精轧制生产要求，优化调整架线速度。主机设备的轧辊直径会根据数据存储变化来进行精细化调整，满足生产要求，其中PLC设备需要发挥重要作用，主要负责完成对生产流程的周期性控制，保证产品生产技术流程操作完成[10]。

从某轧钢生产企业的实际生产状况来看，他们所采用的设备相当先进，拥有极高的自动化生产能力，所以生产工作人员的整体劳动强度是比较合理的。从产品角度来看，某企业的钢制品生产品种比较齐全，质量水平较高。这些都得益于钢轧制自动化生产控制系统，配合西门子PLC设备能够满足企业生产所有要求，为客户提供优质成品。所以说，某企业的自动化控制技术应用成熟，对于PLC技术设备的理解较深，他们的生产系统与自动化技术理念非常值得借鉴学习。

总结：

本文中所讨论的轧钢生产工艺运用到了自动化控制系统，系统中搭载了先进的PLC技术设备，能够有效应对生产工艺中的复杂多变情况。所以，目前许多钢铁工业生产企业都希望引入专业化技术设备，例如PLC技术设备，它能够打造钢轧制自动化控制系统，提高生产效率与生产质量，切实满足行业自动化生产与技术控制、质量控制要求，完善整个轧钢生产工艺流程。在实现PLC技术与轧钢设备一体化操作基础上，也希望大量节省生产人力、物力、财力成本，建立一条有序化、高技术含量的轧钢自动化控制生产线，造福社会生产与广大国民百姓。

参考文献：

[1] 解岩. PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J]. 科学与信息化，2021（17）：64.

[2] 江知航. 基于电气自动化技术的冷轧轧钢生产线自动控制研究[J]. 邯郸职业技术学院学报，2023，36（3）：31-32，45.

[3] 王超. PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用[J]. 今日自动化，2022（1）：16-18.

[4] 郗百林. PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用[J]. 文渊（中学版），2021（11）：1140-1141.

[5] 梁启明. PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J]. 文渊（中学版），2021（11）：1096-1097.

[6] 蔺阳海. 轧钢厂电气自动化控制系统应用优化策略研究[J]. 冶金与材料，2023，43（2）：44-46.

[7] 张亮亮. 轧钢电气自动化控制系统应用优化[J]. 中国金属通报，2020（6）：126，128.

[8] 王超. 基于冗余PLC的大型板加区自动化系统设计[J]. 百科论坛电子杂志，2020（12）：1858.

[9] 罗迁，曲博. 大型轧钢厂重轨生产线自动化控制系统的优化研究[J]. 中国金属通报，2021（4）：79-80.

[10] 王伟哲. PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用[J]. 科技风，2020（6）：118.