摘要：可编程控制系统在轧钢企业中的应用，不仅能够切实提高整个轧钢生产流水线的生产效率，通过精确的定位来提高整个钢材料的精准度，还能够为相关的轧钢加工企业节约一定的资源成本，从而增加整个企业的实际利润率。在对相应的可编程控制系统的研究过程中，主要是依托电气工程技术以及计算机技术，来设计整个可编程控制系统具体实施的方案。
关键词：轧钢生产线；PLC控制系统；抗干扰
引言
在轧钢生产自动控制系统运行中，干扰问题会严重影响控制系统的稳定运行，为此，应当在系统的设计中采取有效的抗干扰措施，提高系统干扰能力，提高产品使用性能，保证系统的稳定运行，进而生产出高质量的产品。同时还要根据系统的运行情况和轧钢生产线实际情况进行适当的调整，在后期不断完善抗干扰方法。
1 轧钢流程的简介以及浅析
轧钢生产流程，属于重工业加工领域，在整个加工作业的过程中，对于整个轧钢的精度要求不是特别的严格，所以，轧钢工艺属于初级加工范畴。但是在实际的加工作业中，如果轧钢设备的精准度过低，就会导致生产出来的成品质量无法保障，而且对于整个钢原料的浪费程度较大。
整个轧钢工艺流程，首先，是对矿石原料的初加工，主要是通过高温加热，从铁矿石中提取出所需要的金属原料，此阶段只要是要确保矿石原料提炼工作的充分，能够从铁矿原料中尽可能的提取出多的加工原料，这样做的目的，还是为了节约整个加工流程的成本，其次，是对提取出来的金属原料进行塑性工艺，主要是将流体化的金属通过挤压成型，将金属原料加工成便于轧切的形状，以上都是整个轧钢工艺的前期准备工作，都是必不可少的，对于整个轧钢企业的生产效益有较大的影响。轧钢工艺，就是将长度较长的钢材，截取成客户需求的长度的工序，其中的工艺核心在于对整个钢段轧取的精确度，如果轧钢工艺的准确度无法得到切实的保障的话，就会导致实际生产出来的钢段的硬指标无法完全达到客户的需求。
2 PLC系统干扰来源
2.1信号线引入的干扰
PLC 控制系统一般包括多种执行器、如电磁阀、变频器、伺服驱动器、力矩马达、信号灯及一些输入装置，如力声光电热各类传感器，开关按钮，通信面板等，而所有这些设备与PLC 控制系统有着密切的信号交换，在传输正确有效信号的同时，因信号线的长度、质量和绝缘性能等因素，信号线总会受到一些杂波信号的干扰，特别是对高电平信号影响较大，这些干扰信号会引起PLC IO 点工作不稳定，通信异常等，影响整个控制系统。
2.2来自电源的干扰
电源在PLC控制系统中占据着非常重要的位置。在轧钢生产中，符合电流冲击性较大，尤其是在前期有精炼炉的施工工艺阶段通过电源产生的干扰对整个系统和电网的运行都有着较大影响，同时电网内部开关有着较大的浪涌电压，在设备起订、电网短路等情况下都会出现电网谐波，进而严重干扰PLC系统的运行。
2.3空间电磁辐射干扰
轧钢生产系统通常采用35kV作为动力进线，工厂多采用10kV和400kV作为供配电系统，电动机多采用变频控制措施，其输出通常采用开关器件为IGBT等，能够实现能量输出，同时也会发生辐射干扰，对周边电器的正常运作产生不良影响。这些电磁辐射不但能够干扰PLC内部电路，还能够干扰PLC网络通信。
3解决方案
3.1采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰
在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位｡电网通过PLC系统的CPU、I/O等电源、变电器供电电源、与系统电气直接相连的仪表电源等窜入控制系统中，干扰系统的正常运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，而对于变送器供电电源以及和PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源，并没受到足够的重视｡虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰､差模干扰｡所以对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小､抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC系统的干扰｡此外，为保证电网馈电不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性｡而且UPS 还具有较强的干扰隔离性能，是一种PLC控制系统的理想电源｡
3.2使用屏蔽线
目前，针对可编程控制系统传输过程中存在干扰的问题，主要是采用屏蔽线来代替一般的数据传输线。屏蔽线最为主要的优势在于，传输特性好，传输效率高，而且整个传输过程中的抗干扰能力强。在实际的使用过程中，屏蔽线能够切实的保障到整个可编程控制系统和下位机之间信号传递的质量。屏蔽线之所以具有较高的抗干扰能力，主要是因为，屏蔽线不同于一般的数据线，其绝缘层和传输线之间缠绕着一圈双股金属线，能够自动屏蔽掉外界的电磁信号，而且能够将可编程控制系统传输的信号牢固的锁到传输通道内，使该信号能够稳定的传输到下位机，从而实现可编程控制系统和下位机之间的信息交换。
3.3优化程序编译模式
除了通过改变硬件来提高整个可编程控制系统的抗干扰能力以外，通过改变可编程控制系统的编译模式也能够切实地提高整个可编程控制系统的抗干扰能力。可编程控制系统的编译方式是可以选择的，在编写程序的时候，可以根据整个轧钢工艺的特点，来编写相应的流程控制程序。在整个轧钢流水线实际的工作过程中，可以实现更为精确化的控制，所有的程序指令具有单一性以及不重复性，这样就可以直接避免外界信号对于整个流水线工艺的干扰，当外界信号输送到相关的轧钢设备的时候，相关的设备不会产生相应的动作。只有当整个可编程控制系统的程序，经过触发以后，转化为电信号的形式，通过数据线的传输，到达下位机时，相关的流水线设备才会做出相应的动作。
3.4采用规范的接地系统
完善的接地系统是轧钢生产线PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一｡系统接地有浮地､直接接地和电容接地三种方式｡对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式｡由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式｡集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极｡如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式，用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极｡接地线采用截面大于22mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排｡接地极的接地电阻小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10~15m 远处，而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上｡信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地｡多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地｡
结束语
可编程控制系统，主要是依托自动化程度较高的PLC对整个轧钢设备进行控制。在实际的轧钢作业过程中，可编程控制系统主要是应用在提高整个轧钢工艺流程准确性中，然而，在实际的应用中的PLC抗干扰能力过低，所以需要对整个轧钢控制系统加装相应的抗干扰设备。采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰，使用屏蔽线，屏蔽线不能够自动屏蔽掉外界的电磁信号，而且能够将可编程控制系统传输的信号牢固的锁到传输通道内，使该信号能够稳定的传输到下位机，从而实现可编程控制系统和下位机之间的信息交换，优化程序编译模式，采用规范的接地系统，在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症下药的方法，才能够使ＰＬＣ控制系统正常工作，保证轧钢生产线安全高效运行。
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论文作者:胡佳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：控制系统论文; 可编程论文; 干扰论文; 系统论文; 信号论文; 抗干扰论文; 电源论文; 《电力设备》2018年第31期论文;