1 前言

鋁型材氧化自動(dòng)生產(chǎn)線除了自動(dòng)天車(chē)、大功率電源、固化爐、自動(dòng)輸送系統(tǒng)、上下料設(shè)備、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備外，還有循環(huán)泵、冰機(jī)、加熱或冷卻系統(tǒng)、槽液管理等子系統(tǒng)組成。這些子系統(tǒng)與中央控制系統(tǒng)就像一個(gè)團(tuán)隊(duì)一樣，子系統(tǒng)是下屬，中央控制系統(tǒng)就是領(lǐng)導(dǎo)。該系統(tǒng)的運(yùn)行如下所述。

整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線包含各個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)又包含各種傳感器、人機(jī)交互接口。 子系統(tǒng)把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種信息進(jìn)行采集、分析、判斷，并經(jīng)過(guò)邏輯分析綜合成為一個(gè)信息報(bào)告并確認(rèn)，此報(bào)告通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞到中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)對(duì)報(bào)告進(jìn)行分解、過(guò)濾、分析、依據(jù)控制模型進(jìn)行運(yùn)算、判斷、形成指令，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)下達(dá)到子系統(tǒng)。子系統(tǒng)再對(duì)指令進(jìn)行分解、過(guò)濾、分析、判斷并執(zhí)行。這種過(guò)程不斷往復(fù)循環(huán)就構(gòu)成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

中央控制系統(tǒng)是整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的核心部分，這部分性能的優(yōu)劣決定了整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行效率及智能化程度。

這里我們就中控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析，來(lái)說(shuō)明中控系統(tǒng)的一些特點(diǎn)。

2 問(wèn)題一：是否所有設(shè)備都能或者都需要集中到中央控制系統(tǒng)上？

從純粹的技術(shù)角度分析：所有設(shè)備都可以通過(guò)各種傳感器、變送器、人機(jī)界面將信息采集到子控制系統(tǒng)中，子控制系統(tǒng)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)都能與中央控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，并通過(guò)各種電動(dòng)閥、變頻器、電磁閥、氣動(dòng)閥等執(zhí)行元件或執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成與自動(dòng)化控制。所以從理論上來(lái)說(shuō)所有設(shè)備都能集中到中央控制系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但是否需要，我們可以從下面的分析上得到結(jié)論。

舉例說(shuō)明：氧化循環(huán)泵的控制確實(shí)可以被中央控制系統(tǒng)控制。但當(dāng)氧化降溫采用直冷式制冷機(jī)，而且?guī)讉€(gè)氧化槽共用一臺(tái)制冷機(jī)時(shí)，由于氧化循環(huán)管路上有很多大小各異、功能不一的閥門(mén)，這些閥門(mén)控制著槽液的走向與循環(huán)流量，如果要做到氧化循環(huán)泵的自動(dòng)控制就要連這些閥門(mén)的開(kāi)關(guān)控制都集成到中控系統(tǒng)中進(jìn)行控制。

相對(duì)泵的控制系統(tǒng)的成本而言，自動(dòng)閥門(mén)的控制成本就要昂貴很多，這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性價(jià)比低，而且運(yùn)行中會(huì)有較大的風(fēng)險(xiǎn)，比如無(wú)法直接檢查泵的振動(dòng)或者電機(jī)溫度等狀態(tài)，如果將泵的保護(hù)系統(tǒng)（如振動(dòng)傳感器、溫度傳感器等）再集成起來(lái)，這個(gè)系統(tǒng)的成本將非常昂貴。所以并非所有設(shè)備都需要集中到中央控制系統(tǒng)上。

實(shí)際上，泵的操作頻度很低，只要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的手動(dòng)操作，操作者在現(xiàn)場(chǎng)檢查閥門(mén)的開(kāi)閉是否正確，并檢查泵運(yùn)行是否正常，對(duì)泵進(jìn)行常規(guī)巡視檢查就可以做到安全可靠的運(yùn)行。

3 問(wèn)題二：中控系統(tǒng)的集成度

中央控制系統(tǒng)擔(dān)任著分析當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程中的信息篩選、整理、分析，并依據(jù)其控制模型進(jìn)行運(yùn)算后下達(dá)各種指令。從目前已經(jīng)在用的鋁型材氧化自動(dòng)生產(chǎn)線來(lái)看，這個(gè)中央控制系統(tǒng)的控制模型分為路線圖模式與智能模式（關(guān)于這一部分我們將在下一期討論，之前《鋁型材氧化自動(dòng)生產(chǎn)線介紹01-簡(jiǎn)介》和《鋁型材氧化自動(dòng)生產(chǎn)線介紹02-自動(dòng)行車(chē)》已經(jīng)在本刊第7期、第8期做過(guò)簡(jiǎn)單介紹）。

中控系統(tǒng)的運(yùn)算量是非常大的，因此中控系統(tǒng)必須由一臺(tái)相應(yīng)能力PLC才能完成。不能由幾臺(tái)小型PLC組網(wǎng)運(yùn)行，由于小型PLC的運(yùn)算能力有限，所以中控系統(tǒng)不能由多臺(tái)小型PLC組網(wǎng)運(yùn)行。

下面一個(gè)例子說(shuō)明：某企業(yè)建立了一條氧化自動(dòng)生產(chǎn)線，由于其中控系統(tǒng)采用小型PLC組網(wǎng)的模式，實(shí)現(xiàn)方式實(shí)際上就是將現(xiàn)場(chǎng)的控制模式再?gòu)?fù)制一個(gè)到中控系統(tǒng)中，在現(xiàn)場(chǎng)我們看到系統(tǒng)設(shè)計(jì)失敗，自動(dòng)系統(tǒng)根本實(shí)現(xiàn)不了，只能使用手動(dòng)運(yùn)行。

4 問(wèn)題三：控制系統(tǒng)的布局

目前設(shè)計(jì)的氧化自動(dòng)生產(chǎn)線中控系統(tǒng)一般都放置在中控室內(nèi)，所有的子系統(tǒng)一般都放置到現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)組成自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。

但在早期的自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)中，一些中央控制室比較龐大，子系統(tǒng)都在中央控制室內(nèi)，而且大量的低壓控制柜都集中到中控室，現(xiàn)場(chǎng)只有簡(jiǎn)單的操作箱（目前這種設(shè)計(jì)在一些行業(yè)中還是比較普遍的，甚至一些從國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)生產(chǎn)線也存在這樣的情況（不限于鋁型材行業(yè)）），其結(jié)果是使用大量的電力電纜、通訊電纜、橋架并且導(dǎo)致龐大的敷設(shè)工作量與后期繁重的維護(hù)工作。這種布局模式導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線的成本高昂，故障點(diǎn)非常多，后期的維護(hù)工作非常復(fù)雜，因此是不可取的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是現(xiàn)代工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得通訊硬件成本下降、性能與可靠性提高，因此采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)組成集散式自動(dòng)控制系統(tǒng)，其結(jié)果是中控室包括中控臺(tái)都已經(jīng)非常簡(jiǎn)潔，操作界面簡(jiǎn)單、使用方便。

5 總結(jié)

鋁型材氧化自動(dòng)生產(chǎn)線中央控制系統(tǒng)是整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的核心，本文就中控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題予以說(shuō)明。上述問(wèn)題是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中央控制系統(tǒng)時(shí)必須考慮的，隨著時(shí)代的進(jìn)步，自動(dòng)化系統(tǒng)向著智能化、人性化方面發(fā)展。我們下期對(duì)這些方面再做專門(mén)介紹。