PLC控制在我国热处理设备中的应用与发展

　　1969年，美国数字设备公司(DEC)率先研制成功能够取代继电器并按照逻辑运行的控制器，即PLC。PLC(ProgrammableLogicController)的诞生标着工业控制领域发生新的革命，PLC技术的推广为人们生产管理带来极大的动力。随着现代计算机技术和控制理论的不断发展，工业现代自动化技术获得了空前的发展。PLC技术是现代工业自动化的关键技术，其以高性价比、高可靠性和高效率等特点备受人们关注。

　　热处理是机械加工中的关键步骤，热处理工艺的质量与热处理设备控制的准确性有很大关系。热处理最本质的作用就是依靠热处理设备，按照特定的条件和工序改变材料的原有性质，使材料表现出更能适应使用环境的特性。其中，所需要的处理条件和工序都有着严格的要求，这就需要规范的控制策略和措施来保证。

　　早在20世纪70～80年代，美国和前苏联就采用微型计算机和微处理器(PLC)进行热处理设备控制。美国福特汽车公司在进行实施低合金钢装箱渗氮工艺时，就利用PLC控制器来控制整个工艺流程。前苏联所制造的高频淬火机床就是通过PLC来实现整体工作控制的。

　　自20世纪80年代末期，我国企业才开始引进基于PLC控制的自动化热处理设备。通过当时企业的技术消化，才逐渐改变了我国热处理设备的控制技术，提高了我国大型制造企业热处理工艺的自动化程度。从很大意义上讲，我国当时热处理自动化水平与当时引进国外先进的PLC控制技术有很大关系[1]。

　　1 PLC控制在热处理设备中的应用

　　建国初期，我国的热处理设备制造水平落后，极少有能生产自动化热处理设备的企业。随着改革开放及我国经济的发展，PLC控制逐渐引入到我国制造的热处理设备中。我国企业主要是借助PLC控制进行热处理工艺过程中的炉温、气氛和整体系统控制的浓度进行控制。

　　1.1 炉温控制

　　在我国热处理设备正式引入PLC控制之前，大多数设计控制系统为微处理器控制。1984年，上海邮电五二零厂通过引进国外先进技术，结合该厂大型功率热处理炉的温控过程，使用TP801单板微处理机，实现了热处理工艺的整体控制。1988 年，胡滨和胡德昌通过在理论上的分析，建立精确的数学模型， 采用DDC数字控制和PID多回路直接控制炉温工艺参数，并且CRT打孔输入编程信息，实现控制。这些控制缺乏精确性，信息处理量小，在一定意义上局限了热处理设备的应用。

　　随后，PLC控制技术逐步进入我国工业控制领域。1993年，南通县钢丝绳厂率先利用PLC技术改造了马弗炉控制系统。该技术主要通过PLC控制自动加煤，取代了传统的人工加煤。通过使用仪表热电偶监控炉内主燃烧区温度和炉尾炉气温度，实现了炉温的自动控制。该技术能够保证主燃烧区火焰温度在1250℃以下，炉温波动曲线平稳，煤炭燃烧充分，节煤效果明显。该技术是我国热处理设备应用PLC 技术进行控制的最早报道，也是当时较为先进的控制技术[2]。