摘要：在现代电气自动化研发与制造领域中PLC控制技术的的应用范围日趋广泛，且发挥着重要的作用。与传统的电气化控制装置相比，PLC控制技术的应用以微处理器为基础，并且综合了自动控制技术、计算机技术、继电器控制技术、通讯技术等方面的优势，能够有效促进其应用领域的不断拓展，尤其是轧机实现自动化的控制具有重要的现实意义，其能够有效的提升轧机的工作的效率和质量，保障企业能够获得更高的经济效益。本文针对PLC技术在轧机电气自动化控制系统中的应用进行简要分析，以期能够进一步提升轧机自动化控制的水平。
关键词：轧机；控制系统；PLC技术；应用
1 引言
PLC（Programmable logic Controller）是可编程序控制器的缩写，主要以微处理器为基础，综合了计算机、通信、互联网及自动控制技术而开发的工业控制装置的一种。在90年代随着PLC的处理速度、运算和控制功能的不断商品化，使其不断地向电气—仪表—计算机控制一体化前进。现阶段基于PLC技术作用在产品的生产和应用中以集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）为主要控制系统形式。PLC在电气设备中主要具有的功能在于：开关量的逻辑控制、运动控制、模拟量控制、过程控制、数据处理、通信联网等方面。随着PLC功能的不断提高，PLC能够取代工业控制计算机作为主控器来完成复杂的电气设备自动控制任务已在我国的工业行业中广泛应用。
2 PLC概述分析
2.1PLC基本构成
PLC主要可以分为箱体式和模块式两种，其组成是相同的，箱体式PLC由一块 CPU 板、I/O板、显示面板、内存块、电源等组成，按CPU性能分成若干型号，按I/0点数又有若干规格。对模块式PIE，由CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架组成。无论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。
2.2PLC 应用程序的设计和运行
在 PLC 设计的过程中主要的包含系统整体的设计、软件设计、硬件设计以及系统的调试等方面的内容。其中软件的设计是重要的内容之一，而程序的设计是软件设计中一个重要的组成部分，和相应的硬件的设计密切相关。在设计的过程中主要的是采用逐步探索法，边设计边进行调试的过程，逐渐的完成整个系统的设计。
PLC 程序设计的相关的步骤如下：
明确相应的控制系统需要完成的相关的动作以及动作完成的顺序；分配整个系统的的输出以及输入等设备，明确是哪些设备是发送至信号到PLC，哪些设备是接收从PLV来的信号；设计好 PLC 的应用程序，画出相应的梯形图，并且梯形图要能够体现出系统要求的全部的功能以及各个功能之间的关系；对于其应用程序进行模拟和现场的测试，达到相关的要求之后，对于完成的程序进行储存。在进行PLC控制系统设计时，需要确定整个系统所需要的相关的输入及输出的数量，要按照实际的需要来准确的确定各个控制动作之间的先后顺序，且该明确各个控制装置之间的相互关系。在确定相应的控制关系后，应分配好输入以及输出等设备。要合理的分配PLC输入和输出的位置、继电器、内部辅助的定时器以及计数器，完成PLC应用程序的设计工作。
3 轧机自动控制系统的概述分析
3.1三电一体化和嵌入式系统
任何工业自动控制系统都是由检测仪表和传感器（电测）、自动控制装置（电控）和以电力传动为主的执行机构（电力传动）构成的三电一体化系统。没有符合检测精度要求的电测仪表和传感器及满足动静态技术指标要求的电力传动执行机构，自动化控制装置是不能发挥作用或难以达到要求的控制精度。虽然三电系统的各种装置是由各个厂家的产品的集成，但是只有全面地掌握三电综合技术才能承担和完成自动化工程项目，特别是大中型工业自动化工程项目。
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3.2 PLC和高性能控制器的发展
因轧制过程是典型的批处理过程，对每一块轧件的轧制过程是一个连续的过程，而各个轧件轧制是个断续的过程。在轧制过程中，轧件处于不同的位置时，将采用不同的控制策略。
由于各PLC和高性能控制器都是属于专利产品和专用的系统，有各自的总线标准和通信标准及系列产品，编程软件和运行支持软件开放性较差，致使用户长期依赖某一厂家的产品，这严重损害了用户的利益，用户要求是开放的、多厂家产品的集成。在开放和集成这两个方面，目前流行的PLC和高性能控制器同以PC为基础的分布式控制系统是无法相比的。从这个角度来讲很多专家预测以PC为基础的分布式控制系统会取代PLC，但是这种情况并未发生有多方面的原因。首先用于商业和办公环境的PC机是不能直接应用于工业控制，需要对其结构进行改造，与现场连接的I／O接口板也必须改进达到PLC的标准。另外必须配置图形编程语言，其实是将以PC为基础的分布式控制系统变成软PLC。
3.3PLC技术在轧机自动化控制系统中的应用分析
PLC在轧机自动化系统中的应用，能够实现其高质量、低消耗以及稳定可靠的运行，其能够实现轧机电流和速度的准确的跟踪，对于轧线的速度能够精确的进行控制，并且还能够对轨道的速度在线进行修正。
3.3.1轧线自动化控制系统的实现
轧线自动化控制主要的是由一级基础自动化系统和二级过程计算机系统所组成，其中基础自动化系统包含了轧制模块和精整收集模块，轧制模块主要的功能是根据轧制软件的逻辑程序和二级设定的参数来进行修正和计算，其中主要的包含了轧机的速度以及飞剪剪切长度的精确的计算，从而有效的实现了电流和速度闭环的控制工作。
二级计算机系统主要的包含了服务器系统以及用于过程控制和监视使用的终端，其主要的任务和功能如下：
首先在原始的数据输入到轧制表当中，每种规格的轧机架次为序号，包括原始的路径、轧件宽度、电机转速、线速度、延伸率以及减速比等，能够保存在数据文件当中，以此来用做更换轧机和换品种时进行调用；其次能够有效的控制轧制规程和剪切过程在线预计算，收集区精整动态的修正和自适应等，其主要的作用是提高轧件的速度控制和剪切精度，其能够准确的控制轨道的速度，并且还能够有效的控制裙板升降延时、冷床动台工作延时时间等；轧线的自动跟踪，其能够很好的进行自动轧铝和收集，从而实现对轧制节奏的有效控制，且能进行系统的诊断和故障的报警记录，实现操作的有序进行；有效的实现在线数据以及趋势的监视，有效的监视在线过程的各种数据的变化，可以及时的了解到各种数据的变化趋势，有利于数据分析和设备运行状态的控制，以此来提升产品的质量。
3.3.2 各PLC控制站和远程站的功能
PLC主站和各个分站能够通过网络传输实现对轧制线的监视和控制，通过相应的以太网传输操作人员在上位机可以查阅、修改各架轧机、精整冷床后各部分的电控程序，以此有效的实现调速联机调试和单机调试的过程，节省相应的时间，同时避免出现轧制线前后速度不协调现象的发生。PLC 在轧机自动化系统控制中的应用，能够很到程度上节省人力和物力，提供其生产的效率，促进企业经济效益的提升。
4结论
总之，随着电气自动化控制技术的提高，推动PLC的发展，计算机技术的新成果更多地应用于PLC的设计和制造，出现运算速度更快、存储容量更大、智能更强的电气设备产品。而PLC和其它工业控制计算机组网构成大型的电气设备控制系统是PLC技术的发展方向之一。因此，PLC将不断地在轧机自动化控制系统中实现应用，使系统的功能更加的完善，结构更加的合理，相应的耗能也比较小，扩展也比较的灵活，运行和维护也比较的方便，极大的提升企业生产的效率和经济的效益。
参考文献：
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论文作者:赵鹏,牟雨婷,贾景羊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
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