基于轧钢产线PLC控制系统干扰问题的研究.pdf

2023.01电子乐园013Electronic Technology 电子技术1 相关概述1.1 电气传动系统相关介绍轧钢机主排一般由主电机、传动机构和工作机座构成，其中传动机构是轧机的主要部件。大型轧机对电力驱动系统的要求是：高功率、高负载、高动态、低转矩脉动。目前，我国轧钢厂的电力传动系统分为直流传动和交流传动两大部分，传统的电力输送技术多为直流输电。由于直流电动机有换向问题，换向器和电刷等零件的维修工作量很大，从而制约了提机容量和过载能力的提高，无法适应大型化、高速化的需要。70 年代以后，随着交流电机的发展和其应用技术的日益普及，很多工业发达国家都开始重视这一问题，并在这方面投入了大量的人力、物力和财力。现阶段，国内已开发出了一台具有 1000 KW 以上的交流变频热轧机组。近年来，大功率轧机采用的是交流变频调速技术，而不是直流调速。与直接流型相比，AC 电机的优势在于：交流电机的单机容量不受限制，适合于高功率的轧机；在同等功率下，交流电机的惯性矩要比直流电机小得多；其动力性能优于直流电机；交流电机的效率比直流电机高 2-3%，说明交流变频技术能有效地提高生产效率；本发明具有体积小，重量轻，占地面积小，维修方便等特点。1.2 PLC 系统的内涵及特征PLC 控制系统是一种能够编程的逻辑控制处理器，它的全称是控制控制的核心，它是工业控制的核心，也是工业生产的重要组成部分。另外，PLC 还具有计算、指令控制、发送指令等功能。现在的 PLC，已经不是单纯的逻辑控制了，而是可以控制动态的，功能越来越强。PLC 的主要特点有三大特点：一是能够自动设定各类产品的参数和数量，并能够实现对生产过程的实时监测。第二个特点是 PLC 操作简单、灵活，可以在任何时候停止、手动、自动、清零、计时、计数等操作。第三个特点是原料输送、螺丝固定等功能的实现。1.3 PLC 系统的具体应用分析PLC 控制系统在轧钢生产过程中起到极为重要的影响作用，对油润滑系统，干油润滑系统以及油压系统都具有一定的保障作用，确保各个系统在实际工作中得以高效稳定进行。为确保 PLC 自动化控制系统在实际应用过程中可以具有较高的应用价值，要根据实际情况以及具体需求对变频器进行选择，变频器主要是具有自动化技术的变频设备，并且合理采用西门子 PLC 进行分析，将相关变速设备与西门子进行有效结合，确保在实际应用过程中具有较高水平的自动化应用价值。1.4 PLC 系统在轧钢生产线自动控制中的应用效果分析根据 PLC 的工作原理，它主要是采用 PLC 的自动变频器进行数字通信，然后通过 PLC 的 I/O 协议实现对控制信号的自动传输和接收。PLC 的自动变频系统在实际应用过程中属于一种较为简单，但尤为重要的应用价值框架，应用此种框架模块可以对工业生产的相关数据进行有效把控，保证相基于轧钢产线 PLC 控制系统干扰问题的研究文/高德阁摘 要：钢铁企业为提高产品工作质量和产线工作效率，会在生产过程中融入PLC控制系统进行使用。PLC 自动控制系统在轧钢生产运转过程中，外界的干扰因素会对自动控制系统的稳定运转产生非常严重的影响，因此，应该在自动控制系统运行过程中采用合理的抗干扰方法，以便于增强系统的抗干扰能力，进而提升产品的使用性能。基于此，本篇文章对基于轧钢产线 PLC 控制系统干扰问题的研究进行研究，以供参考。关键词：轧钢产线；PLC 控制系统；干扰问题电子乐园2023.01014电子技术 Electronic Technology关工作开展质量和效率。在具体应用过程中，要按照相关规范要求对工作指令进行存入，分析，重组等过程，同时，确保 PLC 系统自动化技术的应用价值。在实际应用过程中要对所使用的机械设备展开进行实时监测，以便提供较为科学有效的监测数据，对所产生的工作数据参数进行有效收集分析，有利于保证 PLC 系统在后续工作中得以稳定有效开展。PLC 系统在轧钢生产过程中可能出现应用故障，对整体工作质量以及工作效率都有极其严重的影响，甚至对所使用的机械设备性能造成一定损坏。如果 PLC 系统在实际运行中出现突发问题，说采用的自动化控制系统会在故障前根据实际情况给出预警指令，将相关信息传入中心数据端口，以便电气维护人员可以根据所反映的实际情况对 PLC 系统进行紧急检修和维护。因此，在轧钢生产过程中又对 PLC系统的运用过程进行实时监管和数据采集，完成自动一体化控制，利用通讯数据电缆对工作中可能使用的大型机器设备进行取代。PLC 系统自动化技术的使用可以有效提高刚生产的质量水平和安全系数，确保 PLC 系统运行具有高效性，安全性和稳定性，同时有利于对系统中产生的各项事故问题进行及时有效处理，减少维护成本投入，延长机械设备使用年限。2 电磁干扰源及其对系统的干扰2.1 干扰源及干扰分类电磁干扰源以及对系统的干扰根据实际情况不同可分为多种类型影响类型。根据产生干扰的原因不同，主要分为放电干扰、浪涌干扰以及高频振动干扰等；根据干扰持续时间不同可分持续干扰和偶尔干扰；共模干扰和差模干扰也属于电磁干扰类别，这两种干扰模式主要是因为噪声干扰模式不同而进行分类。2.2 PLC 系统干扰来源2.2.1 信号线引入的干扰虽然现阶段我国科学技术得到一定发展，PLC 控制系统在实际应用中会与其他信号线产生电磁，进而对信号引入以及发出造成一定干扰，对实际工作开展的工作质量，工作效率也会造成影响，甚至会对所使用的机械设备原件造成损坏。如果所使用的乳沟系统不具备较高水平的隔离性，会严重加大各线路的干扰问题，甚至造成 PLC 控制系统出现回流问题，对工作生产的相关数据参数的精准性和有效性造成破坏。为确保工作开展质量，要对工作开展过程中所涉及的机械设备质量以及线路稳定性进行严格把控。2.2.2 空间电磁辐射干扰为保障产品生产质量具有特殊性，在实际工作开展过程中，往往选用 35 kV 作为动力进线，所选用的相应共配电系统、开关设备等都具有较强的工作能量，在实际工作过程中会发出强大能量，产生一定辐射，对附近所使用的机械设备以及系统等都具有一定损坏性，还会严重影响 PLC 系统内部电路的正常运行。2.2.3 电源的干扰轧钢工艺在实际生产过程中会产生大量的负荷电流，PLC 系统的实际应用过程中所使用的电源会对供电网络造成一定干扰，导致电源出现干扰的主要是开关电源出现频繁操作，导致电机出现短暂工作暂停状态。2.2.4 接地系统的干扰PLC 系统的接地系统在轧钢工艺中涉及多种种类，其中涉及系统接地，屏蔽接地，交流接地以及保护接地等。如果接地系统在实际应用中不具备均匀的电位，会对接地系统的实际应用效果造成影响，甚至产生环流对 PLC 系统自身运行稳定性造成损坏。除此之外，PLC 系统的接电不符合相关规范标准，会在实际应用过程中产生较大强度的电流，对电信号接受和传递以及相关工作开展都具有损害。3 基于轧钢产线 PLC 控制系统干扰措施3.1 使用屏蔽线经过相关实验数据表明，可编制控制系统运输在实际应用过程中容易受外界因素所干扰，有效杜绝此类问题发生，可以选择屏蔽线进行使用。屏蔽线现在实际应用过程中具有较高的传输性能以及传输效率，而且在传输过程中具有较强的抗干扰性。屏蔽现在应用中可以对可编程控制系统的整体进行有效保护，进而确保相关工作开展质量和展开效率符合相关规范要求。除此之外，由于屏蔽线具有的绝缘层和传输线之间存在双股金属线，对四周所产生的电磁干扰信号可以进行有效避除，还可将系统与下机未之间的信息数据进行有效交换。3.2 正确选择接地点，完善接地系统轧钢产线 PLC 控制系统在实际应用过程中设计节地系统，而接电系统在实际工作中较为隐蔽，不易被发现，只有在工程机械设备使用过程中才可对接电系统开展的质量水平进行检测。接电系统如果不具备应用效果的接电线，或接电线发生断开，会对 PLC 系统造成严重干扰现象。PLC 控制系统的接地方式，在实际应用过程中主要有三种类别，分别是浮地接地、直接接地以及电容接地等。三种接地方式在具体应用中具有不同应用效果以及不同应用需求，为保证接地方式采用的科学性和有效性，要根据实际情况对 PLC 控制系统的接地方式进行选择。接地系统在 PLC 工作开展中2023.01电子乐园015Electronic Technology 电子技术属于高速低电平控制装置，所以直接接地方式的应用更为广泛。轧钢工作过程中涉及复杂的电缆电容分布以及所产生的能量波等，所使用的装置设备本身的型号进行交流换的频率一般都低于 1MHz，对此 PLC 控制电系统在实际应用过程中会采用接地和串联两种混合使用的方式。而多个 PLC 系统进行统一布置，所使用的接地方式为并联，机械设备的节电地已单独接电线进行使用。如果各个机械设备之间存在较大的距离，要采用串联一点接地方式。为将各装置进行有效结合，可选用大截面铜母线进行连接至地极。对使用的大截面铜母线进行选择时，要确保其接电线采用截面大于 25mm 的铜导线以及总某县使用截面大于 60mm 的铜排。确保接地极所使用的接地电阻2Q2，对接电机的所处位置进行严格把控，确保远离相关建筑物15m左右，与PLC系统保持10m距离以上。除此之外，对信号源进行相关操作时，要确保屏蔽层位于信号源周围，同时做好相应绝缘处理，防止在实际应用过程中与多个接地出现连接，最终影响系统应用质量和应用效果，根据实际情况对接电地点进行选择，并严格落实绝缘处理工作。3.3 电缆选择的敷设为保障刚刚生产质量以及工作开展效率，在实际应用过程中会用大量电缆进行使用，为有效减少动力电缆在工作中所产生的电磁辐射干扰，根据实际情况可以对所使用的电缆根据型号种类不同进行敷设处理，对电路进行分类，将微弱信号以及一产生噪声污染的进行分布处理。同时要确保电缆敷设所使用的配线具有较大的间隔距离，以此有效降低噪声干扰。3.4 提高硬件滤波和软件抗干扰能力在 PLC 系统中对信号回路相关硬件设备安置过滤干扰信号系统，可以有效杜绝 PLC 系统在实际工作中受到干扰信号影响，过滤干扰信号系统的安置位置一般是在信号线和土地之间。过滤干扰信号系统在实际应用中可以对干扰信号以及其他外界影响因素进行有效去除，还具有一定抗干预的功能效果，对软件应用所产生的干扰信号也可进行有效去除。3.5 轧钢电气自动化控制系统硬件的优化虽然相关系统软件的使用可以有效保证轧钢厂工作推进的稳定性，但为确保轧钢厂工作可以得到长久稳定运行，还要重视自动化控制系统硬件设备的选择和优化。轧钢电气自动化控制系统到实际工作这种过程中容易受周围其他机械设备运行状态所影响，从而产生干扰因素，有效杜绝此类问题发生，相关工作人员要对生产过程中所落实的防干扰措施进行完善和优化，以便从根本上保证相关工作开展质量和开展效率。轧钢电气技术员工要根据工作需求对线路进行合理安置，确保各项落在实际应用过程中不会出现互相干扰现象，有利于在实际工作中对各线路的运行状态进行实时监管。同时，采用屏蔽效果的材料进行使用，可以从根本上杜绝线路之间出现互相干扰问题。除此之外，在工作开展中要让技术员工对接地系统工作的开展进行严格把控，选择质量较好的外壳接地系统进行处理，避免在实际工作中产生静电造成影响，同时要对所使用的相关电路系统设备的进行完善和优化，从根本上降低对 PLC 系统运行的干扰，提高整体系统工作开展效率。3.6 采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰保障轧钢厂自动控制系统在实际应用过程中得以有效工作价值，要重视电源的选择和使用。根据实际情况对所用电源进行选择，在选择过程中要考虑电源配电器、电源实际性能、应用质量以及选用成本等，选择性能优良的电源进行使用，可以有效确保供电的持久性，安全性和稳定性。同时，要对电源是否具备抑制电网引入的干扰作用进行检测，则电容小，抑制大的配电器进行使用，可以在实践过程中有效降低对自动控制系统的干扰，进而提高轧钢厂自动控制系统工作推进的治疗效果和展开效率，对轧钢企业经济成本的提高也有一定促进作用。经相关实验数据表明，UPS 电源在实际应用中具有较强的干扰隔离功能，是较为格式的电源选择。4 结束语总而言之，可编程控制系统在轧钢企业中的应用，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，推动了钢铁企业的快速发展，但是要做好 PLC 控制系统抗干扰措施，这样才能更好地确保 PLC 控制系统发挥作用，助力产线效率效益的显著提升。作者单位：承德承钢钒钛冷轧薄板有限公司