1 前言
鋁型材氧化自動生產(chǎn)線除了自動天車、大功率電源、固化爐、自動輸送系統(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、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)就像一個團隊一樣，子系統(tǒng)是下屬，中央控制系統(tǒng)就是領(lǐng)導(dǎo)。該系統(tǒng)的運行如下所述。
整個自動生產(chǎn)線包含各個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)又包含各種傳感器、人機交互接口。 子系統(tǒng)把生產(chǎn)現(xiàn)場的各種信息進行采集、分析、判斷，并經(jīng)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(wǎng)絡(luò)傳遞到中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)對報告進行分解、過濾、分析、依據(jù)控制模型進行運算、判斷、形成指令，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)下達到子系統(tǒng)。子系統(tǒng)再對指令進行分解、過濾、分析、判斷并執(zhí)行。這種過程不斷往復(fù)循環(huán)就構(gòu)成整個自動控制系統(tǒng)。
中央控制系統(tǒng)是整個自動生產(chǎn)線的核心部分，這部分性能的優(yōu)劣決定了整個生產(chǎn)線的運行效率及智能化程度。
這里我們就中控系統(tǒng)設(shè)計中常見的幾個問題進行分析，來說明中控系統(tǒng)的一些特點。
2 問題一：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)備都可以通過各種傳感器、變送器、人機界面將信息采集到子控制系統(tǒng)中，子控制系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)都能與中央控制系統(tǒng)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(zhí)行元件或執(zhí)行器實現(xiàn)系統(tǒng)的集成與自動化控制。所以從理論上來說所有設(shè)備都能集中到中央控制系統(tǒng)上實現(xiàn)自動控制，但是否需要，我們可以從下面的分析上得到結(jié)論。
舉例說明：氧化循環(huán)泵的控制確實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，而且?guī)讉€氧化槽共用一臺制冷機時，由于氧化循環(huán)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(huán)流量，如果要做到氧化循環(huán)泵的自動控制就要連這些閥門的開關(guān)控制都集成到中控系統(tǒng)中進行控制。
相對泵的控制系統(tǒng)的成本而言，自動閥門的控制成本就要昂貴很多，這種系統(tǒng)的設(shè)計性價比低，而且運行中會有較大的風(fēng)險，比如無法直接檢查泵的振動或者電機溫度等狀態(tài)，如果將泵的保護系統(tǒng)（如振動傳感器、溫度傳感器等）再集成起來，這個系統(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。
實際上，泵的操作頻度很低，只要通過現(xiàn)場的手動操作，操作者在現(xiàn)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(guī)巡視檢查就可以做到安全可靠的運行。
3 問題二：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)過程中的信息篩選、整理、分析，并依據(jù)其控制模型進行運算后下達各種指令。從目前已經(jīng)在用的鋁型材氧化自動生產(chǎn)線來看，這個中央控制系統(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《鋁型材氧化自動生產(chǎn)線介紹01-簡介》和《鋁型材氧化自動生產(chǎn)線介紹02-自動行車》已經(jīng)在本刊第7期、第8期做過簡單介紹）。
中控系統(tǒng)的運算量是非常大的，因此中控系統(tǒng)必須由一臺相應(yīng)能力PLC才能完成。不能由幾臺小型PLC組網(wǎng)運行，由于小型PLC的運算能力有限，所以中控系統(tǒng)不能由多臺小型PLC組網(wǎng)運行。
下面一個例子說明：某企業(yè)建立了一條氧化自動生產(chǎn)線，由于其中控系統(tǒng)采用小型PLC組網(wǎng)的模式，實現(xiàn)方式實際上就是將現(xiàn)場的控制模式再復(fù)制一個到中控系統(tǒng)中，在現(xiàn)場我們看到系統(tǒng)設(shè)計失敗，自動系統(tǒng)根本實現(xiàn)不了，只能使用手動運行。
4 問題三：控制系統(tǒng)的布局
目前設(shè)計的氧化自動生產(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，通過通訊網(wǎng)絡(luò)組成自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。
但在早期的自動生產(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)場只有簡單的操作箱（目前這種設(shè)計在一些行業(yè)中還是比較普遍的，甚至一些從國外引進的自動生產(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工作。這種布局模式導(dǎo)致整個生產(chǎn)線的成本高昂，故障點非常多，后期的維護工作非常復(fù)雜，因此是不可取的。隨著技術(shù)的進步，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)組成集散式自動控制系統(tǒng)，其結(jié)果是中控室包括中控臺都已經(jīng)非常簡潔，操作界面簡單、使用方便。
5 總結(jié)
鋁型材氧化自動生產(chǎn)線中央控制系統(tǒng)是整個自動生產(chǎn)線的核心，本文就中控系統(tǒng)設(shè)計中常見的幾個問題予以說明。上述問題是我們在設(shè)計中央控制系統(tǒng)時必須考慮的，隨著時代的進步，自動化系統(tǒng)向著智能化、人性化方面發(fā)展。我們下期對這些方面再做專門介紹。
