可编程控制器（PLC）在铝行业中的应用

0 前言
　　近年来，在铝行业随着系列电流的不断增加，对电解生产的稳定性和连续性及监控自动化的要求越来越高。可编程控制器（PLC）自1968年诞生以来，历经几十年的发菜，特别是90年代后期出现的第4代PLC，不仅具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据控制功能、联网通信功能的多功能控制器。而且由于PLC网络的发展日趋完善，使得PLC和PLC网络成为大型铝行业首选的工业控制装置，由PLC组成的多级分布式PLC网络成为现代工业自动化系统的重要组成部分。
1 PLC在辅助生产领域的应用
　　在铝电解生产中，阳极组装的生产工艺如图1。 
由此可见，阳极组装生产工艺属顺序过程生产，阳极组装电气控制可采用PLC控制系统，配置两台上位机。两台上位机安装于控制室，各PLC分散布置，通过通讯电缆将PLC和上位机连接在一起，组成控制网络。上位机采用工控机，两台上位机互为备用。上位机完成操作控制、事故报警、事件记录、报表打印等工作，各分PLC完成现场监控，并将监控信息上传至计算机，供计算机采集。上位机只需安装一块网卡即可与全厂局域网联网。同样，炭素生产、氧化铝储运等生产辅助部门均可采用上述PLC控制系统。
2 整流机组稳流控制系统应用
　　目前，国内大型整流设备大部分采用二极管整流，其直流电流的调节方式为有载调压开关和饱和电抗器相结合的方式。有载调压开关通过改变线圈匝数进行粗调，调压范围8~`15V；饱和电抗器的调压范围50~70V（两个阳极效应电压）。一般整流机组稳流采用饱和电抗器调压，当超出饱和电抗器调压深度时，通过有载调压开关作升降档，使饱和电抗器始终工作在调压深度以内。此过程可应用PLC的逻辑运算功能得以实现。PLC在饱和电抗器稳流的工作原理：将各分机组及总的直流输出电流以经变换后反馈给PLC与给定信号比较，PLC进行PID计算，并根据同步电压主形成三相触发脉冲，控制各分机组饱和电抗器控制绕组三相全控桥的导通角，改变控制绕组的电流来改变电抗器的磁势达到无级调整电流的目的。由于饱和电抗器的调压范围50~70V，当超出调压范围时，PLC参数能够自动调节有载调压开关的升降，从而使系列电流不论在多大的电压波动下，均能达到稳流的目的。
3 PLC在整流所微机监控系统的应用
　　近期的可编程控制器除了具有基本的开关量输出、输入模块外，还有多点I/O、A/D、D/A、高速计数器、模拟定时器、温度传感器等模块，其内部一般还设有计数器、定时器、保持继电器、数据存储器。能够提供上千条接线员令完成数值计算功能和数据处理，具有响应速度快、实时性强，模块化结构组件灵活、可靠性高，并具有多种联网模式与计算机通讯。因此，PLC完全能够取代目前变电站常用的按扭、继电器式操作、监控模式。还可能同现在流行的通用保护模块相结合，将PLC和保护模块单独组屏，分别放置在各自的配电间隔，并通过合适的网络连接同主控楼上位机通信，组成分布式微机监控系统。上位机不仅能够采集数据，而且能够下传指令远控操作，实时显示整流所供电系统的运行方式和开关、刀闸状态，动态显示及打印整流所供电系统重要数据：系统电压、电流、电解系列电压、电流、功率、电量等运行参数。自动生成每日的运行报表，并自动完成报表的统计工作。当整流所供电系统发生故障时，及时报警和打印发生事故的时间、设备名称、编号及事故原因。由于该分布式微机自动化监控系统不仅具有很高可靠性，而且简化了主控楼布置，减少了大量的2次接线和电缆敷设，降低了工程造价。同时还确保了整流所供电系统安全可靠运行。
4 利用PLC网络组建全厂调度、管理网
　　为加强电解生产管理，要应用现代高新科学管技术手段，充分发挥微机自动化网络监控技术。我们可利用PLC网络互联组网可靠、性能价格比较高的优点，将电解计算站、阳极组装、炭素生产、氧化铝储运、整流所微机监控系统等各分PLC网络互联组建全厂调度、管理局网，该局域网最上层采用光纤或双绞线通信的高thernet（以太网），随时随地对电解生产各项技术指标进行监控作管理。
5 结束语
　　由于可编程控制器（PLC）具有多种功能，集电动、电传、电仪三电于一体，PLC网络具有优良的性能价格比和PLC具有高可靠性，使得PLC在铝行业自动化控制中倍受欢迎，用量高居首位，成为现代铝行业自动化控制的支柱。
（摘自淄博凯鹏高科工贸有限责任公司）

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