1 前言

鋁型材氧化自動生產線除了自動天車、大功率電源、固化爐、自動輸送系統、上下料設備、數據輸入設備外，還有循環泵、冰機、加熱或冷卻系統、槽液管理等子系統組成。這些子系統與中央控制系統就像一個團隊一樣，子系統是下屬，中央控制系統就是領導。該系統的運行如下所述。

整個自動生產線包含各個子系統，各子系統又包含各種傳感器、人機交互接口。 子系統把生產現場的各種信息進行采集、分析、判斷，并經過邏輯分析綜合成為一個信息報告并確認，此報告通過通訊網絡傳遞到中央控制系統。中央控制系統對報告進行分解、過濾、分析、依據控制模型進行運算、判斷、形成指令，并通過通訊網絡下達到子系統。子系統再對指令進行分解、過濾、分析、判斷并執行。這種過程不斷往復循環就構成整個自動控制系統。

中央控制系統是整個自動生產線的核心部分，這部分性能的優劣決定了整個生產線的運行效率及智能化程度。

這里我們就中控系統設計中常見的幾個問題進行分析，來說明中控系統的一些特點。

2 問題一：是否所有設備都能或者都需要集中到中央控制系統上？

從純粹的技術角度分析：所有設備都可以通過各種傳感器、變送器、人機界面將信息采集到子控制系統中，子控制系統通過通訊網絡都能與中央控制系統進行信息交換，并通過各種電動閥、變頻器、電磁閥、氣動閥等執行元件或執行器實現系統的集成與自動化控制。所以從理論上來說所有設備都能集中到中央控制系統上實現自動控制，但是否需要，我們可以從下面的分析上得到結論。

舉例說明：氧化循環泵的控制確實可以被中央控制系統控制。但當氧化降溫采用直冷式制冷機，而且幾個氧化槽共用一臺制冷機時，由于氧化循環管路上有很多大小各異、功能不一的閥門，這些閥門控制著槽液的走向與循環流量，如果要做到氧化循環泵的自動控制就要連這些閥門的開關控制都集成到中控系統中進行控制。

相對泵的控制系統的成本而言，自動閥門的控制成本就要昂貴很多，這種系統的設計性價比低，而且運行中會有較大的風險，比如無法直接檢查泵的振動或者電機溫度等狀態，如果將泵的保護系統（如振動傳感器、溫度傳感器等）再集成起來，這個系統的成本將非常昂貴。所以并非所有設備都需要集中到中央控制系統上。

實際上，泵的操作頻度很低，只要通過現場的手動操作，操作者在現場檢查閥門的開閉是否正確，并檢查泵運行是否正常，對泵進行常規巡視檢查就可以做到安全可靠的運行。

3 問題二：中控系統的集成度

中央控制系統擔任著分析當前生產過程中的信息篩選、整理、分析，并依據其控制模型進行運算后下達各種指令。從目前已經在用的鋁型材氧化自動生產線來看，這個中央控制系統的控制模型分為路線圖模式與智能模式（關于這一部分我們將在下一期討論，之前《鋁型材氧化自動生產線介紹01-簡介》和《鋁型材氧化自動生產線介紹02-自動行車》已經在本刊第7期、第8期做過簡單介紹）。

中控系統的運算量是非常大的，因此中控系統必須由一臺相應能力PLC才能完成。不能由幾臺小型PLC組網運行，由于小型PLC的運算能力有限，所以中控系統不能由多臺小型PLC組網運行。

下面一個例子說明：某企業建立了一條氧化自動生產線，由于其中控系統采用小型PLC組網的模式，實現方式實際上就是將現場的控制模式再復制一個到中控系統中，在現場我們看到系統設計失敗，自動系統根本實現不了，只能使用手動運行。

4 問題三：控制系統的布局

目前設計的氧化自動生產線中控系統一般都放置在中控室內，所有的子系統一般都放置到現場，通過通訊網絡組成自動生產線控制系統。

但在早期的自動生產線系統中，一些中央控制室比較龐大，子系統都在中央控制室內，而且大量的低壓控制柜都集中到中控室，現場只有簡單的操作箱（目前這種設計在一些行業中還是比較普遍的，甚至一些從國外引進的自動生產線也存在這樣的情況（不限于鋁型材行業）），其結果是使用大量的電力電纜、通訊電纜、橋架并且導致龐大的敷設工作量與后期繁重的維護工作。這種布局模式導致整個生產線的成本高昂，故障點非常多，后期的維護工作非常復雜，因此是不可取的。隨著技術的進步，尤其是現代工業通訊網絡技術的發展，使得通訊硬件成本下降、性能與可靠性提高，因此采用網絡通訊技術組成集散式自動控制系統，其結果是中控室包括中控臺都已經非常簡潔，操作界面簡單、使用方便。

5 總結

鋁型材氧化自動生產線中央控制系統是整個自動生產線的核心，本文就中控系統設計中常見的幾個問題予以說明。上述問題是我們在設計中央控制系統時必須考慮的，隨著時代的進步，自動化系統向著智能化、人性化方面發展。我們下期對這些方面再做專門介紹。