摘要：为了充分发挥出冶金自动化中PLC控制系统和DCS技术的应用价值，文章主要以PLC控制系统与DCS技术为对象进行深层次探索，运用理论分析法与文献研究法，展示PLC控制系统和DCS技术的重要性，并客观梳理二者在应用中的差异与优势，积极优化PLC控制系统DCS技术的应用设计，以期为相关企业的研究提供参考。

　　关键词：PLC控制系统；DCS技术；冗余性对比；数据传输

　　PLC控制系统和DCS技术在冶金自动化中的运用，是提高冶金自动化水平的重要基础，同时加快冶金工业发展步伐的重要条件。跟随新时代的到来，工业发展步伐加快，PLC控制系统和DCS技术的应用持续深入，为冶金工业处理融入拟人思维，积极打造智能生产操作模式，从而有效巩固冶金自动化的发展基础。PLC控制系统、DCS技术的运用，针对冶金工业生产进行多维度控制，有效融入检测、控制以及安全预测等功能，将质量实时控制贯穿全程，客观应对冶金工业生产中情况复杂、数据频繁变化等现状，针对冶金工业生产实况，分阶段地对生产工艺进行控制，借此加快冶金自动化的改革与探索步伐。基于此，加大对PLC控制系统和DCS技术的应用研究力度，提炼冶金自动化建设经验，充分发挥出PLC控制系统与DCS技术的应有作用。

　　1 PLC控制系统与DCS技术的浅析

　　1.1 PLC控制系统

　　冶金自动化探索中，PLC控制系统的应用始终是创新升级的焦点，随着PLC控制系统的应用成熟，有效打破工业生产中继电器运行异常、速度慢等困境，并融入逻辑管控功能，以逻辑判断的方式将复杂的算数简化，提高生产过程中数据处理的效率，科学改进PID回路。借助PLC控制系统，减少生产系统中内存块的数量，并降低了电能消耗，以单个CPU支撑整个系统的运行，整体设计简单、操作方便。尤其是基础生产中，由于传统模式下，管控系统中的不同模块独立运行，虽然生产工艺需要各模块依赖协作完成，但是效率提升缓慢，PLC控制系统融合了积木嵌入式结构，将生产工艺中的多模块进行最小化处理，为模块联合生产提供更多空间，同时实现了模块的统一控制，所以有效提高了生产工艺运行效率。图1对PLC控制系统的关系图进行了梳理，结合图1对PLC控制系统中的输入与输出等功能划分有更全面的了解，以便对PLC控制系统展开深层次研究。

　　PLC控制系统实际应用期间，因为生产工艺涉及环节多，系统控制的压力比较大，所以对CS系统的加入提出更多要求。例如，铁矿生产处理中，PLC控制系统频繁接触电磁绕组，导致系统中的仿真量出现不稳定变化，系统的变频器与信息技术设备之间也会出现应用摩擦，继而引发一系列系统故障。面对这种情况，就必须加大电气设备安全排查力度，及时锁定故障位置，通过调整变频器的运行功率或者是滤波频率，提高PLC控制系统的运行稳定性。

　　1.2 DCS技术

　　DCS技术在冶金自动化中的应用，以高精准运算方法对生产工艺中的信息值进行计算，同时覆盖生产工艺中的顺序控制、连续性控制等，帮助自动化生产顺利完成解耦、自适应等，基于生产工艺控制需求，不断对控制计算的算法进行升级。DCS技术具体应用期间，不仅改进了生产工艺控制系统中的显示输出模块，而且帮助系统实现灵活调整参数，增加控制点调整与工艺流程图全方位显示等功能，与此同时，工作站可以基于生产实况对流程进行重命名，操作更方便。DCS技术融合TDC的基础功能，灵活控制与监测流程状态，对传统生产工艺控制中扫描效率低、周期慢等问题进行改善，并满足操作工艺阶段化、数据采集实时化等需求，随时了解生产工艺实况与运营状态。图2为DCS技术硬件组成示意图，结合图2对DCS技术的应用有更准确的认识。

　　2 PLC控制系统与DCS技术应用的对比研究

　　2.1冗余性对比研究

　　PLC控制系统与DCS技术在冶金自动化中的应用，从多方面加快了自动化发展的步伐，并且提高了生产工艺自动化的水平。二者在综合应用中，因为均属于模块结构类型，并都依靠通用核芯组织支撑系统的处理器运行，所以二者的外显因素经常被对比。从冗余性角度，DCS技术实际应用中通用性功能更理想，并且对应组件不复杂。虽然PLC与DCS二者硬件无显著性差别，但是DCS在热备冗余处理方面可靠性更高。再者，PLC控制系统实际应用中并未设置冗余配置专业操作系统，加上系统卡件、运行成本高等的影响，导致PLC控制系统的硬件设计综合优势略低。DCS技术则更注重硬件适应性提升，加上系统运行的成本低，因此当前铁矿生产工艺中控制模块主要选择DCS冗余结构完成相关配置。

　　2.2数据库对比研究

　　PLC控制系统与DCS技术数据库方面的对比，数据库对控制系统的运行与生产工艺的顺利完成至关重要，是冶金自动化中的关键组成。因为生产工艺必须做到整体性、统一性，所以也需要将PLC与DCS的数据库进行统一。但是二者的运行流程存在差异，尤其是部件、节点均具有独立性，因此数据存储途径不一，影响后续的数据计算与分析。DCS技术在生产工艺中能够全方位控制设备，但是PLC则无法对所有设备状态统一监控，导致二者数据信息不能实时衔接与互通。基于此，需进一步对DCS技术数据库的兼容性优势进行挖掘，真正实现冶金自动化控制系统数据库的统一，并能够嵌入到不同生产控制板块，借此夯实冶金自动化发展的基础。

　　3 PLC控制系统和DCS技术的具体运用

　　3.1 PLC控制系统的具体运用

　　冶金自动化创新中，PLC控制系统的应用，能够从多方面改进基本生产工艺，并提高智能化控制的水平。结合对PLC控制系统的研究，必须积极创新运行设计方案，探索PLC控制系统与生产工艺的有效融合。基于以铁矿生产处理为中心的冶炼厂，加大对PLC控制系统的应用力度，积极对整机进行优化设计，对生产功能进一步强化，并协调好产品设计、生产等流程的协作关系，节省生产时间与能源，在此基础上，实现设计品质提升与生产效率提高的有效兼顾。系统具体设计与融合中，由于PLC控制系统涉及诸多控制模块，加上冶炼生产工艺实施期间影响因素多，所以不可避免会产生融合矛盾，导致PLC控制系统的设备运行异常。面对这种情况，必须从冶金自动化控制视域下，在PLC控制系统中增加故障自助诊断、自助维护等功能，为PLC控制系统的运行创造安全条件。

　　PLC控制系统在冶金自动化中的应用，积极采取模糊逻辑算法，及时诊断系统运行异常，并搭配神经网络结构，立即对故障点锁定，并进行维修处理，以最短时间、最高效率解决故障问题，恢复控制系统的运行正常。对于PLC控制系统运行期间I/O状态的检测与诊断，第一步应检测硬件状态，排除硬件原因造成的异常。若保证硬件状态正常，第二步对设备接口进行检测。因为PLC控制系统贯穿于生产工艺全过程，与数控机床、各类设备等连接，一旦遇到数控机床连接失败或者是防护门无法关闭等，必然会影响控制系统的正常运行，同时也会对故障自动检测造成干扰，所以必须做好系统与设备接口的连接排查。实际检测操作中，首先确定I/O模式是否正常，从两个方面进行确定，其一是监测状态；其二是系统运行状态。其次构建更完善的数据处理系统，保证PLC控制系统的所有数据均在合理控制范围内，以便系统检测与诊断时提取与分析。再次是巩固PLC控制系统的信号传输基础，特别是CNC系统与PLC系统，真正做到异常检测后及时交换异常信息，系统迅速完成接替，将系统异常情况对生产设备的影响控制到最低。

　　CPU作为系统运行的基本支撑，在获取到系统传输的相关数据以及生产工艺控制过程后，迅速对信号状态进行检测，并核实系统信息，对冗余、无用信息迅速筛选。实际生产中，以PLC控制系统对数控机床的连接与控制来讲，因为目前均为双工作业状态，所以首台设备完成作业后，生产环节会迅速转移至第二台设备，这期间需注意生产环节衔接是否顺利。若出现主轴无法运转或者调节无效的情况，需立即对设备展开故障排查。首先排查系统的硬件设备与数控机床设备，并未发现任何异常基础上，利用PLC梯形图对设备接口进行故障排查，发现液压卡紧力参数异常，锁定故障源后迅速制定调整方案并实施，以最短时间恢复主轴的正常运行，避免生产工艺实施受到影响。

　　3.2 DCS技术的具体运用

　　DCS技术在冶金自动化发展中的应用力度加大，主要因为DCS技术应用在很多方面为冶金自动化水平提高提供了助力，同时满足能源介质稳定性提高与污水高质量处理的需求，铁矿冶炼生产工艺必须不断完善DCS技术的应用方案。目前冶金自动化探索中，废水处理、二次应用等需求非常大，以DCS技术为载体，打造更全面、多维度的模块化管理体系，并统一采集与分析相关数据，在此基础上，有效挖掘数据信息的价值。DCS技术利用集中显示功能改进了生产模式中的控制分散状态，并运用超强的适应性为生产控制流程中新增人机交互端口。此次研究以JX-300XP为对象，DCS技术的融入，借助AdvanTrol-Pro软件积极衔接监测系统，对生产流程进行实时控制，并且将监测信息及时传输至运行管理端，由系统统一分析，方便系统随时了解生产流程状态，同时提高了系统的监测与控制效率。

　　DCS技术实际应用中，因为系统设计涉及诸多方面，加上在冶金自动化嵌入中不可避免会遇到衔接不到位的情况，所以实际应用需要注意以下故障。

　　（1）DCS技术操作方面会涉及人工操作、设备性能的外显因素，因此存在操作故障风险。对此，必须培养专业的技术操作团队，对DCS技术熟练掌握，并且实际运行期间，制定完善的维护计划。加大对操作团队的培训力度，针对不同操作故障能够科学应对与立即解决。如系统被病毒攻击，导致运行速度变慢，各类功能的响应时间延长，甚至还面临信息泄露的风险，技术人员必须立即对软硬件进行检测，并及时维护DCS系统，增强防火墙的功能，及时清理系统病毒，恢复系统运行正常。

　　（2）DCS技术应用中还会出现干扰性故障，特别是通讯系统与设备运行干扰，导致设备信息上传不及时，信息共享不及时等。面对这种情况，第一时间检查通信系统状态，做好系统的保养处理，还要对设备信息传输功能进行检测，确定设备接地状态是否正常等。在此基础上，及时更换过滤器，科学控制系统的载波频率，将干扰因素对DCS系统造成的干扰控制到最小。

　　3.3 PLC控制系统与DCS技术应用差异梳理

　　基于上述对二者的应用设计，发现在实际应用期间PLC与DCS存在一些差异性。首先是内核方面，PLC控制系统主要为先编译后扫描，DCS技术主要为先扫描后编译。因为二者在内核处理步骤上不一致，所以发挥的功能也不同，DCS更擅长模拟量处理，PLC更擅长开关量处理。其次是网络运行方面，PLC控制系统的网络运行特点为个体作业、单网设计，DCS技术网络运行特点为双重星形拓扑结构。相比来讲，DCS网络运行模式可靠性更高，运行更灵活，PLC网络运行模式可实现多接口同步运行。

　　4结束语

　　综上所述，通过对PLC控制系统和DCS技术在冶金自动化中的应用研究，认识到PLC控制系统与DCS技术对冶金自动化水平提高的重要性。透过对PLC控制系统、DCS技术的浅析，发现二者在冶金自动化中可以有效优化生产过程，提高生产效率，还能够节约生产能耗与降低生产成本。虽然PLC控制系统与DCS技术实际应用设计方案与特征不同，但是可以为冶金自动化安全、高质量生产创造有利条件，为冶金企业提供更可靠的解决方案。同时，随着技术的不断创新和进步，这些技术在冶金工业中的应用前景将会更加广阔。

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