楊金鴻 肖豐霞;汪德強(qiáng)

摘 要 在信息化時代下，科學(xué)技術(shù)對提升生產(chǎn)力水平、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長而言重要性凸顯，而在全面推進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)步伐的過程中，PLC為工業(yè)自動化控制的實現(xiàn)注入了動力。借助PLC的運(yùn)用，為提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)而為提升工業(yè)產(chǎn)業(yè)的綜合效益與競爭力提供了保障。本文針對PLC在工業(yè)自動化控制中的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究與探討，為不斷優(yōu)化PLC應(yīng)用性能以充分發(fā)揮出其在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的積極作用提供參考。

關(guān)鍵詞 PLC；工業(yè)自動化控制；應(yīng)用；研究

中圖分類號 TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）162-0203-02

所謂的PLC則是借助通信技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的融合來打造出的控制裝置設(shè)備，借助這一數(shù)字運(yùn)算技術(shù)的應(yīng)用為相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)一步提升自動化水平奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。對于工業(yè)領(lǐng)域而言，PLC在自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠借助該技術(shù)的優(yōu)勢來進(jìn)一步提高生產(chǎn)的效率，而隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的性能得到了不斷的優(yōu)化與完善，相應(yīng)性價比優(yōu)勢凸顯，借助其體積小、編程簡單且應(yīng)用方便等優(yōu)勢特點，能夠為提高自動化控制系統(tǒng)的安全可靠性奠定基礎(chǔ)，并為促進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程提供了技術(shù)支撐。

1 PLC綜述

PLC是可編程控制器的英文縮寫模式，該技術(shù)實質(zhì)上是一種數(shù)字運(yùn)算技術(shù)，主要是為了迎合工業(yè)環(huán)境之需，將現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動化技術(shù)等進(jìn)行了融合，進(jìn)而形成一種全新的技術(shù)形式，并以此技術(shù)來實現(xiàn)相應(yīng)自動化控制設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。在實際踐行的過程中，主要所呈現(xiàn)出的技術(shù)優(yōu)勢為：基于該技術(shù)下自動化控制設(shè)備，相應(yīng)的體積小且安裝方便靈活，在使用的過程中編程簡單并且能夠提供較強(qiáng)的抗干擾性能，尤其是隨著該技術(shù)在各領(lǐng)域中的不斷應(yīng)用，促使技術(shù)本身實現(xiàn)了進(jìn)一步的發(fā)展，廠家在實際設(shè)計研發(fā)的過程中不斷優(yōu)化其性能，進(jìn)而凸顯出了該設(shè)備的性價比優(yōu)勢。目前，隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能也得到了不斷的優(yōu)化與完善，尤其是在體積上實現(xiàn)了不斷的濃縮，并且相應(yīng)的功能隨之不斷完善，為當(dāng)前機(jī)電一體化發(fā)展提供了技術(shù)支撐。

2 PLC所具備的通信功能及所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢特點

第一，通信功能分析?；谟嬎銠C(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展下，對于自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展而言，將相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行融合性應(yīng)用，能夠進(jìn)一步強(qiáng)化PLC的通信功能。在實際應(yīng)用的過程中，其能夠為PLC間以及其與其它設(shè)備間的智能化通信奠定基礎(chǔ)，同時，還能夠為提高數(shù)據(jù)信息傳輸質(zhì)量與效率并實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的充分共享奠定基礎(chǔ)。第二，PLC所呈現(xiàn)出的特點。主要表現(xiàn)在：首先，能夠與現(xiàn)場總線實現(xiàn)高度融合。當(dāng)前在實際使用PLC的過程中，相應(yīng)廠家對提供配套總線，因此，這就使得二者能夠?qū)崿F(xiàn)高度融入；其次，在通信協(xié)議上，實現(xiàn)了高度統(tǒng)一。在實際設(shè)計PLC的過程中，其采用的是國際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，而這一協(xié)議的規(guī)范且統(tǒng)一性使得在實際生產(chǎn)與應(yīng)用該設(shè)備的過程中，也就使得相應(yīng)通信能力逐漸被強(qiáng)化；最后，通信程序更加簡便。在進(jìn)行這一程序設(shè)計的過程中，都會采用專門性的軟件來進(jìn)行編程設(shè)計，這就在提高該項工作效率的同時，也促使這一程序設(shè)計變得更加的簡單方便。

3 PLC在工業(yè)自動化控制中的具體應(yīng)用

3.1 具體應(yīng)用范圍

主要被應(yīng)用在如下幾個方面：第一，開關(guān)量與位置的控制。在開關(guān)量的控制上，基于PLC設(shè)備的運(yùn)用下，則能夠借助順序控制器公式的計算來實現(xiàn)對系統(tǒng)動作的有效控制，進(jìn)而在確保設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)性的同時，促使相應(yīng)的控制行為更加的可靠；在位置控制上，主要是針對步進(jìn)電機(jī)實現(xiàn)自動化控制，并以脈沖的發(fā)出來是按對相應(yīng)位移的精準(zhǔn)定位；第二，模擬量控制?；赑LC控制系統(tǒng)下，其是基于控制對象本身所呈現(xiàn)出的特征上，將各個功能模塊進(jìn)行組合后，實現(xiàn)這一整合系統(tǒng)的搭建，并提升了系統(tǒng)的敏捷性與精準(zhǔn)度，同時還具備了完善的熱處理功能，相應(yīng)維護(hù)工作也隨之變得簡單易操作；第三，變頻調(diào)速控制?；赑LC控制系統(tǒng)下，相應(yīng)指令系統(tǒng)與變頻器借助這一系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)的有效控制，主要是對轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。第四，集中性控制。指的是借助PLC設(shè)備的應(yīng)用，借助這一系統(tǒng)能夠在提升自動化控制水平的基礎(chǔ)上，還能夠以此來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效控制，通過對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)管，能夠借助故障檢測的實現(xiàn)來提供相應(yīng)的提示，同時，基于定時器的融入，能夠在檢測過程中為實現(xiàn)自動警報的發(fā)出奠定基礎(chǔ)。

3.2 當(dāng)前在實際應(yīng)用PLC過程中所呈現(xiàn)出的問題以及解決對策

當(dāng)前，在實際應(yīng)用PLC系統(tǒng)設(shè)備的過程中，一大弊端便是該系統(tǒng)本身的兼容性偏低，因在PLC設(shè)計與研發(fā)上相應(yīng)總線等都是屬于專用性質(zhì)的，不同公司設(shè)計出的結(jié)構(gòu)存在著一定的差異性。目前，雖然這一PLC軟件程序編寫實施了相應(yīng)的規(guī)范，但是，在實際運(yùn)用的過程中，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境本身還是會這一系統(tǒng)的實踐應(yīng)用表現(xiàn)出一定的影響性。因此，要想充分的發(fā)揮出PLC的性能，則就需要針對如下幾方面內(nèi)容實現(xiàn)有效控制措施的落實。

第一，濕度限制，為了確保相應(yīng)元件的穩(wěn)定性，則就要求要提高對運(yùn)行環(huán)境下相應(yīng)濕度問題的有效控制，要求要將濕度維持在85%以下；第二，震動控制，基于相應(yīng)運(yùn)行環(huán)境下，要求要實現(xiàn)對頻率范圍的有效控制，通常需要將這一因素控制在10Hz～50Hz間，以實現(xiàn)對相應(yīng)震動的控制；第三，溫度控制，在這一控制內(nèi)容行，要求要將溫度保持在0℃～55℃之間，這就意味著在實際進(jìn)行這一設(shè)備安裝的過程中，需要對散熱問題進(jìn)行充分考慮，以在降低PLC工作溫度的基礎(chǔ)上，確保其運(yùn)行環(huán)境下相應(yīng)的溫度能夠保持在要求范圍內(nèi)。

4 對PLC應(yīng)用的展望

基于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域下，PLC本身有著廣闊的發(fā)展空間與良好的發(fā)展前景，在未來的應(yīng)用領(lǐng)域中，其主要朝著如下3個方面發(fā)展：第一，隨著當(dāng)前各領(lǐng)域?qū)LC應(yīng)用需求的提高，在實際進(jìn)行該系統(tǒng)設(shè)計的過程中，需要進(jìn)一步解決其不兼容問題，同時在設(shè)備產(chǎn)品上類型將更多，且相應(yīng)產(chǎn)品的性能將隨之得到不斷提升；第二，相應(yīng)運(yùn)算能力隨之不斷提升。基于當(dāng)前PLC設(shè)備性價比的不斷提升，以及在實際應(yīng)用的過程中工業(yè)信息化水平的不斷提升，促使PLC在存儲設(shè)備之中能夠得到進(jìn)一步的應(yīng)用，進(jìn)而能夠為不斷優(yōu)化并提升PLC自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)算能力奠定基礎(chǔ)；第三，編程語言的進(jìn)一步發(fā)展。基于PLC設(shè)備下，其中的中小型設(shè)備需要以編程語言來實現(xiàn)相應(yīng)梯形圖語言的搭建，所以在相應(yīng)編程語言等級不斷提升的背景下，PLC編程語言將進(jìn)一步得到優(yōu)化，逐漸朝著多元化趨勢發(fā)展?？傮w而言，PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的運(yùn)用將為機(jī)電一體化進(jìn)程的加速注入技術(shù)動力。

5 結(jié)論

綜上，在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中，將PLC進(jìn)行應(yīng)用能夠為提升工業(yè)自動化控制水平奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而借助PLC優(yōu)勢的充分發(fā)揮來提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效益。本身在具體闡述PLC在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前實際應(yīng)用過程中所存在的問題進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)解決對策，同時對PLC未來在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的發(fā)展進(jìn)行了展望，為促使PLC在該領(lǐng)域中實現(xiàn)完善應(yīng)用與不斷發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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摘 要 在銅帶軋制過程中出現(xiàn)各種不穩(wěn)定現(xiàn)象是不可避免的，只能用科學(xué)的手段合理的處理，這樣存在不穩(wěn)定因素的軋制鋼帶對于生產(chǎn)精密儀器或者是科研型儀器是十分不利的。現(xiàn)在所有的大型銅帶軋制廠都設(shè)有專門的研究部門以解決這個問題。從目前的研究效果來看，除了科學(xué)院給出的實驗結(jié)果可以接受之外，在實際生產(chǎn)過程中還沒有較好的處理辦法，在這個方面還是有很大發(fā)展空間的。隨著有色金屬行業(yè)的進(jìn)步，許多企業(yè)引進(jìn)新型的現(xiàn)代軋制機(jī)，當(dāng)然現(xiàn)行軋制機(jī)具有科學(xué)技術(shù)上的一定優(yōu)勢，但是軋機(jī)的可操作性上也是存在很大缺點的，甚至有的軋制機(jī)輥顫現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞 銅帶；壓制過程；不穩(wěn)定因素；探討

中圖分類號 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）162-0205-02

為了滿足科學(xué)技術(shù)進(jìn)步對儀器設(shè)備的高精度的要求，必須要做的就是不斷進(jìn)行技術(shù)革新，最大程度的提高銅帶的精度和質(zhì)量。除此之外，還要注意提高銅帶原材料性能的穩(wěn)定性，目前國際關(guān)于銅帶精度誤差要求小于等于0.6%，銅帶厚度誤差的主要影響因素就是軋制過程中銅帶材料不穩(wěn)定的因素造成的。那么，在科技水平較高的現(xiàn)代銅帶制造業(yè)中，是采用什么工藝來減小誤差、提高精度的呢？下面我們將進(jìn)行逐一分析討論。

1 軋制材料的質(zhì)量能夠影響軋機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

1.1 銅帶的軟硬程度在軋制過程中使軋機(jī)系統(tǒng)發(fā)生輥顫

大多大型的銅帶軋制廠在試運(yùn)行階段經(jīng)常會遇到輥顫的現(xiàn)象，盡管整個操作過程符合操作要求，也沒有什么其他故障，但是軋機(jī)的顫動會直接影響產(chǎn)品的精確度，不容易控制產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的合格率也會大大降低。那么到底是什么原因致使發(fā)生輥顫現(xiàn)象呢？其實原因也很簡單，就是因為鑄軋坯銅材料貯存時間過長，在表面的氧化侵蝕過于嚴(yán)重變得粗糙且凹凸不平，而且在材料的內(nèi)部也發(fā)生了一定的變化，影響了材料的實際使用效果，如果在使用前不進(jìn)行處理或者篩選不合格的銅坯，會因為銅坯表面摩擦系數(shù)減小、摩擦力相應(yīng)減小不能滿足咬入力的要求，致使發(fā)生輥顫現(xiàn)象。這種原因引起的軋機(jī)系統(tǒng)的輥顫現(xiàn)象是最常見的，其實也可以說是最容易處理的。

1.2 來料偏差過大引起的軋機(jī)系統(tǒng)發(fā)生輥顫

前一段時間，有一個實驗在行業(yè)內(nèi)引起一陣討論，那就是不同偏差厚度的原料銅坯分別進(jìn)行軋制，測試一下厚度的偏差對輥顫現(xiàn)象有沒有影響。實驗證明，不僅有影響而且影響還比較大。自此之后，各廠家開始從材料厚度偏差質(zhì)量上入手，制定一系列解決輥顫的工藝路線，目前來看，效果還算不錯。

2 工藝潤滑劑的選擇對軋機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾性影響

在潤滑劑方面影響軋機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素就是使用的潤滑劑不能滿足工藝要求的質(zhì)量。下面介紹2種常見的影響方式，第一種就是使用的輥縫潤滑油膜的摩擦系數(shù)較低，不能滿足軋機(jī)系統(tǒng)垂直運(yùn)動的阻尼效果的要求，從根本上影響了軋機(jī)的與原材料的摩擦效果。從生產(chǎn)效果上來看，就是影響了軋機(jī)垂直運(yùn)動的穩(wěn)定性，造成輥顫和軋機(jī)的震動。第二種就是輥縫的摩擦系數(shù)過小還影響了軋機(jī)入口張力與軋機(jī)制壓力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，造成二者自激關(guān)系增強(qiáng)直接消弱了軋機(jī)的穩(wěn)定性，造成明顯的震動。

為了適應(yīng)生產(chǎn)過程中形成各種型號銅帶，軋機(jī)在設(shè)計上為了可以滿足生產(chǎn)各種寬度、各種厚度以及各種表面摩擦系數(shù)的銅帶，帶來的不良后果就是產(chǎn)品存在較大的誤差。為了減小這方面影響因素帶來的誤差，就需要適當(dāng)?shù)母淖児に?，采用大功率、多?shù)次的軋制，這樣可以解決銅帶產(chǎn)品中存在內(nèi)外層變形不均勻和內(nèi)外層硬化不均勻的問題，當(dāng)然軋制壓力過大和次數(shù)過多也會產(chǎn)生其他不良效果。因此，根據(jù)實際生產(chǎn)從那要求需用合適的輥徑、軋制功率、軋制的次數(shù)是保障產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段。對于軋機(jī)的生產(chǎn)廠家來說，在保障軋機(jī)合格的基礎(chǔ)上，降低生產(chǎn)成本爭取更大的利潤空間才是商家的要求。很多軋機(jī)的生產(chǎn)廠家會在軋機(jī)的輥徑上做文章，也就是說會按照一定的比率縮小軋機(jī)的輥徑，這會導(dǎo)致在相同的道次壓量下，明顯減小軋機(jī)和銅帶的接觸弧長，與此同時，為了滿足生產(chǎn)合格產(chǎn)品的要求就需要用工藝油進(jìn)行潤滑。這樣設(shè)計出的銅帶軋制機(jī)很容易在運(yùn)行中出現(xiàn)質(zhì)量不合格的現(xiàn)象，而且在一定程度上減少軋機(jī)的使用壽命。解決這一問題的理想辦法就是使用潤滑效果較好但是價格昂貴的乳液工藝潤滑劑，這種潤滑劑可以較好的而解決軋輥與銅帶之間的摩擦力問題，對與減小輥顫有良好的效果。但是這種潤滑劑也是有缺陷的，那就是銅帶產(chǎn)品的粗糙度不能滿足要求，有點超標(biāo)的摩擦系數(shù)致使銅帶產(chǎn)品在競爭中不占優(yōu)勢。

綜上所述，在銅帶軋制過程中，工藝潤滑油的選擇是十分值得探究的課題，目前市場上也存在各式各樣的潤滑油，因此，科學(xué)的選擇合適的潤滑油是保障生產(chǎn)合格銅帶的必要條件。

3 軋制速度對軋機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

在生產(chǎn)過程中，不管是軋制速度過快還是軋制速度過慢都會影響軋機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.1 高速軋制時輥顫嚴(yán)重

高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軋機(jī)，受來自于自身的擾動因素非常嚴(yán)重，不僅擾動因素強(qiáng)度大大增加，而且擾動因素的頻率也大大增加。盡管使用一系列科學(xué)有效的措施減小輥顫，可是無法避免軋機(jī)自身因素所帶來的不穩(wěn)定性，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，根本不能在生產(chǎn)中采用高速軋制。

3.2 低俗軋制時共振嚴(yán)重

在銅帶軋制過程中，擾動因素雖然不是很嚴(yán)重，但是自身震動頻率低與擾動因素產(chǎn)生和諧共振頻率的概率很大。假如出現(xiàn)共振，必然引起嚴(yán)重后果。即使不產(chǎn)生共振也要時刻保持軋機(jī)入口張力和軋制銅帶摩擦力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。另外低俗軋制不容易控制銅帶的厚度和內(nèi)外部的均勻。

4 壓輥壓力和牌坊剛度不足對軋機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

4.1 壓輥壓力不足

壓緊輥設(shè)計的主要目的就是為了限制軋輥的位置，盡量的減小空間降低輥顫的幅度。只要能夠把軋輥限制在一定空間內(nèi)，就可以避免出現(xiàn)帶材跳動的想象，也能在很大程度上減弱輥顫現(xiàn)象。但是有些軋機(jī)生產(chǎn)廠家采用個別設(shè)計例如用擠油輥代替壓緊輥，這樣的設(shè)計或多或少的會影響軋機(jī)的性能。

4.2 軋機(jī)的剛度不足

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓下補(bǔ)償功能不斷完善，很多廠家利用這一技術(shù)特點進(jìn)行軋機(jī)設(shè)計的改革，設(shè)計者把設(shè)備的總重量減輕了，因此需要足夠質(zhì)量來支撐的軋機(jī)剛度就出現(xiàn)不能滿足生產(chǎn)要求的現(xiàn)象。這種設(shè)計類型的軋機(jī)，不能夠生產(chǎn)厚度過大或者是硬度不均勻的材料，如果強(qiáng)行進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品的合格率必然得不到保障，而且大大降低軋機(jī)的使用壽命。

5 軋輥質(zhì)量對軋機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

軋輥作為一臺軋機(jī)最重要的組成部分，軋輥的性能直接影響到軋機(jī)的生產(chǎn)過程和銅帶產(chǎn)品的質(zhì)量。首先，我們來討論一下軋輥磨削精度的問題，軋輥的圓度、曲度、粗糙度等都是軋輥磨削精度的重要指標(biāo)。目前，國內(nèi)的軋機(jī)是不考慮補(bǔ)償偏心磨削度的，一直是靠提高軋輥的圓度來降低影響的。根據(jù)大量的軋機(jī)工作經(jīng)驗和專家的研究成果可以看出，減少周期性的擾動，可以從理論上減弱偏心磨削度，因此，專家建議兩個支撐輥磨制時一定要按照科學(xué)的比率在輥徑上拉開差距。第二，我們來看一下軋制道次對輥顫現(xiàn)象的影響。軋輥道次不合理會影響到軋輥的磨制，不能正常工作的軋輥必然引起輥顫，因此建議合理的設(shè)置道次和張力，保障軋輥的正常工作。

6 結(jié)論

想要解決銅帶軋機(jī)軋制過程中的輥顫現(xiàn)象，必然是要進(jìn)行全方面的定位，找出關(guān)鍵問題的所在，并學(xué)習(xí)使用合理的軋制生產(chǎn)工藝。在設(shè)備維護(hù)方面，也需要進(jìn)行全面維護(hù)工作，從潤滑油上下足功夫。當(dāng)然，最需要注意的還是軋機(jī)的設(shè)計問題，從軋機(jī)生產(chǎn)商的角度上要設(shè)置合理的扭動振動系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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