PLC控制系統(tǒng)在化工自動化系統(tǒng)中的應用

李娟

摘要：工業(yè)經(jīng)濟在飛速發(fā)展的同時也帶動了工業(yè)自動化的應用，從現(xiàn)在我國的工業(yè)發(fā)展情況來看，自動化技術已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的主要模式。其中最為主要的一個技術就是PLC控制系統(tǒng)的應用，此項技術在現(xiàn)代化工企業(yè)中已經(jīng)滲透到各個環(huán)節(jié)之中。不但有效提高了工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益，也帶來了一定的社會效益，為企業(yè)的長遠發(fā)展起到了促進作用。根據(jù)現(xiàn)在我國實際的工業(yè)發(fā)展情況，綜合分析PLC控制系統(tǒng)，其具備著控制可靠、操作簡單、開放性強以及性價比高的特點，經(jīng)過全面推廣和應用之后得到了很好的效果，受到企業(yè)的歡迎。

關鍵詞：化工工藝；生產(chǎn)線；自動控制系統(tǒng)；設計

中圖分類號：S725 文獻標識碼：A

與其他技術科學的發(fā)展類似，自動化控制也是在時代不斷進步和生產(chǎn)需求不斷增加的背景下提出的。上個世紀30年代，我國的自動化技術在電子通信工程方便，有了良好的發(fā)展，創(chuàng)造了較高的成果，發(fā)展范圍快速擴大?？萍妓皆诓粩嗟奶岣撸詣涌刂评碚撘苍诓粩嗟纳罨透母镏?，工業(yè)領域的使用范圍在不斷擴大。并且通過大量的工業(yè)自動化實踐活動以及生產(chǎn)工作讓自動化控制系統(tǒng)逐漸的得到了改善，由單一穩(wěn)定的發(fā)展到整個機組的運行系統(tǒng)，有效的提高了工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 PLC控制系統(tǒng)綜述

（1）系統(tǒng)組成及其工作原理。PLC控制系統(tǒng)主要由輸入輸出模塊、工作方式、編程器、存儲器和中央處理器五部分組成。PLC控制系統(tǒng)的原理非常簡單。它是通過控制開關來控制程序的順序。PLC系統(tǒng)可以進行編程，但同時也是控制器。利用系統(tǒng)中的程序編制各種適合的控制程序，化工控制就能夠適用于多機群和單機，化工生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力均可閉環(huán)控制。在系統(tǒng)控制過程中，可以制定最好的過程指標，有效的減少電力的消耗，實現(xiàn)了節(jié)能減排的效果，同時還有效的提高了設備的使用效率，確保了設備的使用壽命。

（2）PLC控制系統(tǒng)同時具備兩個主要功能，主要就是進行數(shù)據(jù)采集和化工過程的順序控制。在進行數(shù)據(jù)采集時，主要是根據(jù)生產(chǎn)時的有關要求控制自動化控制系統(tǒng)，模量的精準性，采樣模塊以及自動化掃描周期的速度自動轉換，都是為了方便操作人員更好地掌握操作條件。然后再進行相關數(shù)據(jù)的收集，以及處理生產(chǎn)中的仿真信息，并配備實時的液晶顯示器在上位機上其次，順序控制是化工過程的過程功能，根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的可選功能和相應的單獨控制方法，使各子組級的控制功能停止并獨立運行。自動執(zhí)行中出現(xiàn)問題或故障，那么PLC控制系統(tǒng)就會發(fā)出信號，然后中斷化工生產(chǎn)程序，讓自動程序始終出于安全狀態(tài)下。造成程序中斷的原因也會及時的出現(xiàn)在中控室的屏幕上。

2PLC控制系統(tǒng)的特點

PLC控制系統(tǒng)相對于其他的控制系統(tǒng)具有以下幾個特點：

（1）能夠進行不同類型的產(chǎn)品加工。由于PLC控制系統(tǒng)具備一定的可編程、可采樣的功能，因此能夠操作和加工不同類型的產(chǎn)品。

（2）機器控制十分靈活，有效地結合了手動與自動相結合的操作方式，有更強的適應性。

（3）可以進行自動處理，減少人工參與，能夠有效地代替大部分人的工作，不受人為影響，更加精準可靠。

（4）有效地提高了生產(chǎn)經(jīng)營效率。PLC控制系統(tǒng)可以不用人的參與，通過機械和自動控制能獨立完成，只要預先設定好生產(chǎn)節(jié)奏，就能夠進行自動操作，效率更高，功能更好。

3 PLC控制系統(tǒng)設計

根據(jù)現(xiàn)在的情況來看，硬件和軟件以及抗干擾設計是組成PLC系統(tǒng)的設計的重要部分。首先分析硬件設計。

3.1 硬件設計。

PLC系統(tǒng)設計中硬件設計是比較重要的，同時又分為輸入和輸出電路兩部分內(nèi)容，這將直接關系著PLC控制系統(tǒng)的運行，是系統(tǒng)運行中穩(wěn)定性、可靠性和安全性的保障。輸入電路設計，通常情況下電源選擇用AC85—240V的，在使用中為了有效減少抗干擾性的發(fā)生，會加裝電源凈化元件，并且選用霜隔離技術的隔離變壓器，有效減少高低頻脈沖干擾的出現(xiàn)。與此同時，還要注意負載的容量，充分做好短路現(xiàn)象的發(fā)生。這主要是由于電源的過載或短路都將會直接影響到PLC的整體運行。一般我們都采用兩倍的電源的容量為輸入電路功率特標準，最終為了防止短路問題的發(fā)生。在設計輸出電路部分時，需要根據(jù)實際的工藝生產(chǎn)需求進行，比如指示燈的啟動。還有其他適用于高頻動作的設備。如果以每分鐘六次以下的PLC系統(tǒng)輸出頻率計算，那么我們就要首先考慮的是繼電器輸出，這樣做也是防止抗干擾和帶負載能力的增強。還需要注意的是，如果是它的掃描頻率在10次/min以下這個區(qū)間時候，我們就可選取繼電器輸出方式；或者為PLC輸出驅動中間繼電器或者固態(tài)繼電器。

3.2 軟件設計

在軟件設計中，您可以使用流程圖轉換為梯形圖。具體表現(xiàn)是將程序寫入軟件設計。在具體設計中，程序可以按結構形式劃分，主要分為兩種：一種是基本程序，另一種是模塊化程序。基本程序設計方法有三種，一種是順序結構，兩種是條件分支結構，三種是循環(huán)結構。計算機程序的設計充分體現(xiàn)在設計理念和生產(chǎn)過程的簡單獨立程序控制上。由于模塊化程序相對獨立，易于相互連接，因此程序易于調試和修改。設計中的程序模塊可以分為多個顯式子任務程序，分別編寫和調試，然后在最后組合成一個完整的任務程序。該編程要求主要是為了適應控制生產(chǎn)過程所需的更復雜的設備。

3.3 抗干擾設計。

根據(jù)上述小部分的繞組設計，現(xiàn)在進行具體分析。在PLC控制系統(tǒng)設計中，我們必須充分考慮干擾設計。在一般設計中，可以選擇使用屏蔽，接線，隔離等，以防止形成干擾。屏蔽是使用金屬外殼屏蔽，PLC系統(tǒng)放置在金屬柜內(nèi)。但是，必須注意的是，金屬柜殼可靠地接地，以防止空間輻射干擾。接線鏈路主要允許強電線和弱電信號線之間保持一定的間隔，分開線路，模擬信號傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜，使用1：1超隔離變壓器，中性點通過電容接地。

4 PLC控制系統(tǒng)程序設計要點

在進行PLC控制系統(tǒng)程序的設計時，要掌握以下幾個要點：通常情況下，程序設計中要大量使用內(nèi)部繼電器或者中間標志位，實行統(tǒng)一編號然后再進行分配。分配時要統(tǒng)一列出I/O分配表和內(nèi)部繼電器或者中間標志位分配表。其次，在設計中可以重復使用PLC各種觸點，但是必須要注意在同一個繼電器線圈在同一個程序中使用兩次稱為雙線圈輸出，雙線圈輸出十分容易引起錯誤動作，因此在程序中可以有效避免線圈重復使用。對于其它次重要設備，可以通過硬件上多個觸點串聯(lián)后再接入PLC輸入端，或者通過PLC編程來減少I/O點數(shù)，節(jié)約資源。

結束語：

綜上所述，在現(xiàn)在的工業(yè)化生產(chǎn)過程中PLC的控制系統(tǒng)已經(jīng)占據(jù)了重要的位置，是十分重要的控制系統(tǒng)，所以在現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)運用的十分廣泛?？删幊滔到y(tǒng)通過程序代碼編寫、軟件控制、數(shù)據(jù)采集、順序操作，以其低廉的成本和極強的適應性，操作的靈活性促進了化工行業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)效率的提高。

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（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）